matematicas inacap

94
Página 1 de 94 GUÍA: UNIDAD 1, ÁLGEBRA EN LOS REALES Área de EET

Upload: luciano-barrios

Post on 28-May-2017

234 views

Category:

Documents


8 download

TRANSCRIPT

Page 1: matematicas inacap

Página 1 de 94

GUÍA: UNIDAD 1, ÁLGEBRA EN LOS REALES

Área de EET

Page 2: matematicas inacap

Página 2 de 94

Derechos ReservadosTitular del Derecho: INACAP

N° de inscripción en el Registro de Propiedad Intelectual # ___ . ____ de fecha ___-___-___.© INACAP 2002.

Page 3: matematicas inacap

Página 3 de 94

UNIDAD 1

Pensamiento:

“ La escala de la sabiduría tiene sus peldaños hechos de números “

Blavatsky

Page 4: matematicas inacap

Página 4 de 94

1. ÁLGEBRA EN LOS REALES

1.1 Razones y Proporciones

Definición 1: Se denomina Razón al cuociente entre dos números o de dos

magnitudes de una misma especie. Se denota por:

0b,IRb,ab:aoba

≠∈∀

Se lee: “a es a b”

a: antecedente de la razón.

b: consecuente de la razón.

Definición 2: Toda razón tiene un cuociente, denominado Valor de la razón. Este

valor es solo un número, por lo tanto, es independiente de toda unidad

en que estén expresados los términos de la razón.

,IRkkba

∈= k = valor de la razón

Definición 3: Se llama Proporción a la igualdad de dos razones. Una proporción se

denota por:

Se lee : “a es a b como c es a d ”

Los elementos que componen la proporción se denominan términos de

la proporción. En particular: a, d términos extremos; b, c términos

medios.

Cada uno de estos cuatro términos se llama una cuarta proporcional

respecto de los tres restantes.

Los cuatro términos se dice que son proporcionales.

0d,0b,IRd,c,b,ad:cb:aodc

ba

≠≠∈∀==

Page 5: matematicas inacap

Página 5 de 94

( )cbdadc

ba

⋅=⋅⇔

=

Teorema 1:En toda proporción, el producto de los (términos) extremos es igual

al producto de los (términos) medios.

Del teorema 1 se deducen de inmediato las siguientes propiedades:

Propiedades de las proporciones:

1) Si dc

ba= también se cumple:

a) ac

bd= alternar los extremos b)

db

ca= alternar los medios

c) cd

ab= invirtiendo las razones d)

ba

dc= permutando las razones

e) dc

cba

a+

=+

componiendo la proporción con respecto al antecedente.

f) d

dcb

ba +=

+ componiendo la proporción con respecto al consecuente

g) d-c

cb-a

a= descomponiendo la proporción con respecto al antecedente

h) d

d-cb

b-a= descomponiendo la proporción con respecto al consecuente

i) d-cdc

b-aba +=

+ componiendo y descomponiendo la proporción

2) Si kdc

ba

== , donde k es la constante de proporcionalidad, se cumple :

⋅=⋅=dkcbka

Page 6: matematicas inacap

Página 6 de 94

Definición 4: Una proporción se denomina Proporción Continua si tiene sus

términos extremos o sus términos medios iguales:

ac

ba = o

db

ba=

En estos casos el término que se repite se denomina MediaProporcional de los dos términos que quedan. Cada término que no se

repite: Tercera Proporcional entre los dos que quedan

Definición 5: Una Serie de Proporciones es una igualdad de tres o más razones.

Se denota:

fc

eb

da

== se anota f:e:dc:b:a =

Se lee: “a es a b es a c como d es a e es a f ”

Observemos que si f:e:dc:b:a = entonces:

kfc

eb

da

=== , donde k es la constante de proporcionalidad, y se

tiene:

⋅=⋅=⋅=

fkcekbdka

Page 7: matematicas inacap

Página 7 de 94

1.2 Variación de Magnitudes

Definición 1: Una magnitud variable A varía en forma (Directamente) Proporcional ala variación de la magnitud B (de igual o distinta naturaleza que A), si y

sólo si:

A = k B k : Constante de proporcionalidad

Se anota: A :: B o A α B

Gráficamente : La gráfica de y = k x, k > 0, es siempre una recta que pasa por el

origen. La pendiente de la recta depende del valor de k. Cuanto mayor

sea el valor de k, mayor será la pendiente.

Definición 2: Una magnitud variable A varía en forma Inversamente Proporcional ala variación de la magnitud B (de igual o distinta naturaleza que A), si y

sólo si:

A = k B1 k : Constante de proporcionalidad

Se anota: A :: B1 o A α

B1

y = k x, k > 0

x

y

Page 8: matematicas inacap

Página 8 de 94

Gráficamente : La gráfica de y = xk , k > 0 y x > 0, tendrá la forma ilustrada en la

figura. La gráfica de una variación inversa no está definida en x = 0

Observación 1: A y B son magnitudes que varían, de acuerdo a las definiciones 6 y 7,

pero sus variaciones están ligadas ya sea por A = k B o A = k B1

Definición 3: Se denomina Variación Conjunta si una cantidad puede variar

directamente como un producto de dos o más cantidades distintas.

La forma general de una variación conjunta, donde A varía

directamente con respecto de B y de C, es :

A = k ⋅ B ⋅ C k : Constante de proporcionalidad

Observación 2: La variación de una magnitud A puede estar ligada a la variación de dos

o más magnitudes en forma proporcional o inversa.

Teorema 1:

En A = k B a A1 le corresponde B1A2 le corresponde B2

Entonces:

2

1

2

1B

B

A

A= Proporción Directa

y = k > 0, x > 0 k / x,

x

y

Page 9: matematicas inacap

Página 9 de 94

Observación 3: En una Proporción Directa, o “cuando A varía proporcionalmente con

B”, cuando A aumenta entonces B aumenta, y cuando A disminuye

entonces B disminuye, pero debe existir una constante k que lasligue: A = k B.

Teorema 2:

En A = k B1 a A1 le corresponde B1

A2 le corresponde B2

Entonces:

1

2

2

1BB

AA

= o

2

1

2

1

B1

B1

A

A= Proporción Inversa

Observación 4: En una Proporción Inversa, o “cuando A varía inversamente con B”,

cuando A aumenta entonces B disminuye, y cuando A disminuye

entonces B aumenta, pero debe existir una constante k que las

ligue: A = kB1

⋅ .

Definición 4: Se denomina Proporción Compuesta a la combinación de

proporciones directas e inversas o ambas.

Un método consiste en descomponer la proporción compuesta en

proporciones simples y luego multiplicar ordenadamente las

proporciones formadas.

Al formar cada proporción simple, consideramos que las demás

magnitudes no varían.

Page 10: matematicas inacap

Página 10 de 94

1.4.3 PORCENTAJE

Se llama tanto por ciento de un número a una o varias de las cien partes iguales en que

se puede dividir dicho número, es decir, uno o varios centésimos de un número. El signo

del tanto por ciento es %

Algunas veces las fracciones o decimales se expresan como porcentajes; por ejemplo, el5% quiere decir

1005 ó 0,05 .

En general a% significa “ a partes de 100 “, y es, simplemente, otra manera de escribir

100a . Esto corresponde a la proporción directa

%a%100

x1=

Una forma simple de convertir un número decimal a porcentajes es multiplicar el decimal

por 1 escrito en forma de 100%.

Ejemplo 1 0, 26 = 0,26 x 1 = 0,26 x 100% = 26 %

Los porcentajes se utilizan con frecuencia para describir los incrementos o reducciones en

cantidades como población, sueldos y precios.

Cuando una cantidad aumenta, el porcentaje de incremento se da por:

%100x original cantidad

aumento de cantidad

Cuando una cantidad disminuye, el porcentaje de decrecimiento se da por:

%100x original cantidad

ntodecrecimie de cantidad

Page 11: matematicas inacap

Página 11 de 94

EJERCICIOS RESUELTOSRAZÓN, PROPORCIÓN Y VARIACIÓN

1.- Sea R1 y R2 dos resistencias tal que su suma es 91Ω y están en la razón 4 : 3Calcular el valor de cada resistencia.

Resolución:

392R

7

3912R

92Ry521R:Solución 1teo.aplicando

521R 37

2R91

39911R 3

34

2R2R1R

91391R ocomponiend

912R1R 912R1R

:endoreemplazan 34

2R1R

=

⋅=

==

==

−=+

=+

=+

=+=+

=

3

2.- Calcular la Cuarta proporcional entre los siguientes valores a) 6,18,15 b) 2, 7,12

Resolución:

Se pueden determinar tres proporciones distintas en cada caso

45x7,2x5x61518x

15618x

18615x

1teo.aplicando1teo.aplicando1teo.aplicando6

1518xiii)

1518

6xii)

1518

x6i)a)

===

⋅=

⋅=

⋅=

===

42x1,16x3,42x2

712x12

72x7

212x

1teo.aplicando1teo.aplicando1teo.aplicando2

127xiii)

127

2xii)

127

x2i)b)

===

⋅=

⋅=

⋅=

===

Page 12: matematicas inacap

Página 12 de 94

3.- Calcular los dos valores de la tercera proporcional para los siguientes números.

a)51

21 y b) 0.2 y 0.08

Resolución:

1,25x45x

2x1

52

x21

52

x21

2151

ii)

0,08x252x

5x1

25

x51

25

x51

5121

i)a)

=⇒=⇒=⇔=⇔=

=⇒=⇒=⇔=⇔=

0,5x0,08

0,20,2xx

0,20,2

0,08ii)

0,032x0,2

0,080,08xx

0,080,080,2i)b)

=⇒⋅

=⇔=

=⇒⋅

=⇔=

4.- La corriente en un circuito es de 7.50 A .Se incrementa el voltaje provocando que lacorriente del circuito aumente a 8.4375A . ¿En que porcentaje aumento la corriente?

Resolución:

%12,5x7,50

93,75x%x%100

A0,9375A7,50

A0,9375A7,50A8,4375:Incremento

=⇒=⇒=

=−

5.- Si 30 máquinas fabrican 2000 m. de cable eléctrico en 20 días ¿Cuántas máquinasiguales serán necesarias para producir 7000 m. de cable en 14 días.

Resolución:

máquinas150x7000 x 14

200014

70003020 x 2000 30 20

metros de N máquinas N días N

=↔↔⋅⋅⋅

=↔↔

°°°

Solución : 150 máquinas.

Page 13: matematicas inacap

Página 13 de 94

GUÍA DE EJERCICIOSRAZON, PROPORCION Y VARIACION

1.- Un disco de 500 kilobytes de capacidad se llena por Internet a razón de 5 KB/s, en 12horas. ¿Cuánto tiempo tardaría en llenarse un disco de 1250 kilos, por un disco arazón de 8 k/s?

Solución: 1 hora 52 minutos 30 segundos

2.- Un instalador de redes gana $160.000 al mes y paga $40.000 de arriendo por lacasa que habita. ¿Qué tanto por ciento del suelo representa lo que cancela dearriendo.

Solución : 25%

3.- El perímetro de la puerta de un gabinete es 128 cm y la razón entre las medidas desus lados es 5:3. Calcular el área.

Solución : 960 cm2

4.- Dos resistencias R1 y R2 están conectadas en paralelo, ¿Qué tanto por ciento de lacorriente pasa por R1 si R1 : R2 = 5 : 8.

Solución : 61,5%

5.- La potencia en un circuito está dada por: [ ] [ ]AIdonde,WRIPR

V2 =⋅=

¿Qué tanto por ciento varía la potencia P si la tensión V varía disminuyendo en15%?

Solución: Disminuye en 27,75%

6.- Si m : n = 5 : 4 ¿ En qué razón están las fracciones 6n5m

2y

4n3m

1

++ ?

Solución: 49: 62

7.- Encuentre dos números tales que su diferencia, suma y producto estén en la razón1:7:27.

Solución: 4

279,

8.- En un rectángulo se cumple la proporción h:b =27:21. Si la base b aumenta en 1.0 mresulta un cuadrado. ¿ Cuánto mide la diagonal del rectángulo?

Page 14: matematicas inacap

Página 14 de 94

9.- Si el diámetro de un circulo disminuye en 15%, ¿En qué tanto por ciento disminuye elárea del círculo?

Solución: 0,7225 S

10.- Sabiendo que el producto de tres números es 125 y que son proporcionales a 2 , 4 y27. ¿Calcule dicho número?

Solución : 5 10 4 53 3 2

, ,

11.- Con mi dinero puedo comprar 20 led a $20 c/u. Si suben a $25. ¿Cuántas podrécomprar?

Solución : 16 led

12.- Se tienen 3 barriles A, B y C con mezclas diferentes de bencina B1, B2, B3. En elbarril A, estos están en la razón 1:2:3 ; en el barril B , en la razón 3:5:7 , y en elbarril C en la razón 3:7:9 . ¿Qué cantidad de litros de cada barril debe sacarse paraformar una mezcla que contenga 17 [ l ] de B1, 35 [ l ] de B2 y 47 [ l ] de B3.

Solución: Del barril A 12 L, B 30 L, C 57 L

13.- Si , en idénticas condiciones de remuneración, el salario percibido por x - 1trabajadores en x + 1 días es el salario percibido por x + 2 trabajadores en x - 1 díascomo 9:10, encuentre el valor de x.

Solución: 8

14.- Supongamos que las masas M1 y M2 ubicadas a r [ cm] de distancia se alejan enun 20 %. ¿ En qué tanto por ciento disminuye la fuerza gravitatoria que las atrae?

Solución: 31%

15.- Un artículo sube su precio en 10 % y luego sufre una rebaja de un 10 %. ¿ Varía suprecio finalmente? En caso afirmativo ¿ en cuánto varió su precio?

Solución: Bajo en 1%

16.- Los cuadrados de los tiempos de revolución de los planetas alrededor del Sol sondirectamente proporcionales a los cubos de sus distancias al Sol. Sabiendo esto y

tomando distancias de la Tierra y [ ] [ ]km8101,08ykm8101,50SolalVenus ⋅⋅ respectivamente, calcule el tiempo de revolución.

Solución: 224 días aproximadamente

Page 15: matematicas inacap

Página 15 de 94

17.- Si el radio basal de un cono circular recto aumenta en 15%, mientras que su alturadisminuye en 20%. ¿ En qué tanto porciento varía a) el área basal del cono, b) elárea total del cono y c) el volumen del cono?

Solución: a) aumenta en 32,5 % , b) faltan datos, c) aumenta 5,8 %

18.- Si y varía proporcionalmente a la suma de dos cantidades de las cuales una varíadirectamente a x y la otra inversamente a x; y si y = 6 cuando x = 4, y y = 3 1/3cuando x = 3, hallar la ecuación que relaciona a x e y.

Solución: y = 2x – x8

19.- Se tienen dos pedazos de aleación de plata con cobre. Uno de ellos contienen p% deCu y el otro, q%. ¿ En que proporción se deben tomar las aleaciones del primero ysegundo pedazos para obtener una nueva aleación que contenga r% de Cu?. ¿Paracuáles relaciones entre p, q y r el problema es posible?.

Solución: El problema tiene solución para r - p y p - r positivos, o para r - q y p - rnegativos

20.- Determinar si la variación entre las cantidades indicadas es directa o inversamenteproporcional.

a) La luz que ilumina un objeto y la distancia de la luz al objeto.Solución: Inversa

b) La velocidad y la distancia recorrida por un auto en un periodo de tiempoespecifico.Solución: Directa.

c) El diámetro de una manguera y el volumen que sale de ella. Solución: Directad) La distancia entre dos ciudades en un mapa y la distancia real entre las dos

ciudades.Solución: Directa

e) Un peso y la fuerza necesaria para levantar ese peso.Solución: Directa

f) El desplazamiento en pulgadas cúbicas expresado en litros producido por unamáquina y los caballos de fuerza de la máquina.Solución: Directa

g) El volumen de un globo y su radio.Solución: Directa

h) La abertura del obturador de una cámara y la cantidad de luz solar que llega a lapelícula.Solución: Directa

i) El tiempo necesario para exponer adecuadamente una película y el tamaño de laabertura del lente de la cámara.Solución: Inversa.

Page 16: matematicas inacap

Página 16 de 94

21.- En los ejercicios siguientes, (i) escriba la variación y (ii) determine la cantidadindicada.

a) V varía directamente con respecto de I. Determine V cuando I = 3 y k = 4.b) A varía directamente con respecto del cuadrado de B. Determine A cuando B =

8 y k= c) R varía inversamente proporcional con respecto de I. Determine R cuando I = 12

y k = 6.d) L varía inversamente con respecto del cuadrado de P. Determine L cuando p = 4

y k = 100.e) E varía directamente con respecto de F e inversamente con respecto de q.

Determine E cuando F = 12, q = 4 y k = 3.f) E varía directamente con respecto de Q e inversamente con respecto del

cuadrado de r. Determine k cuando E = 20, Q = 4 y r = 40.g) F varía conjuntamente con respecto de M1 y M2 e inversamente con respecto de

d. Si F es 20 cuando M1= 5, M2 = 10 y d = 0,2, determine F cuando M1 = 10, M2= 20 y d = 0,4.

Solución: 40h) S varía conjuntamente con respecto de I y del cuadrado de T. Si S es 8 cuando

I = 20 y T = 4, determine S cuando I = 2 y T = 2. Solución:i) A varía conjuntamente con respecto de R1 y R2 e inversamente con respecto del

cuadrado de L. Determine A cuando R1 = 120, R2 = 8, L = 5, y k = . Solución:j) La longitud de estiramiento de un resorte, S, varía directamente con respecto de

la fuerza ( o peso), F, aplicada al resorte. Si un resorte se estira 1,4 pulgadascon una carga de 20 libras, ¿cuánto se estirará con una carga de 10 libras?

k) La intensidad, I, de la luz recibida en una fuente varía inversamente conrespecto del cuadrado de la distancia, d, a la fuente. Si la intensidad de la luz esde 20 bujías – pie a 15 pies, determine la intensidad de la luz a 12 pies.

l) Las rentas semanales de videocintas, R, en Blockbuster Video varíandirectamente con respecto del costo de su propaganda, A, e inversamente conrespecto del precio de renta diario, P. Cuando el costo por publicidad es de $400 y el precio de la renta diaria es de $ 2, ellos rentan 4600 cintas porsemana.¿ Cuántas cintas rentarían por semana si se incrementa su publicidad a$500 y elevaran su precio por renta a $ 2.50?Solución:

22.- En la Tierra, el peso de un objeto varía directamente con respecto de su masa. Si unobjeto con un peso de 256 libras tiene una masa de 8 slugs, determine la masa de unobjeto que pesa 120 libras.

23.- El peso, W, de un objeto en la atmósfera de la Tierra varía inversamente conrespecto del cuadrado de la distancia, d, entre el objeto y el centro de la Tierra. Unapersona que pesa 140 libras parada en la Tierra se encuentra aproximadamente a4000 millas de distancia del centro de la Tierra. Determine el peso (o fuerza deatracción gravitacional) de esta persona a una distancia de 100 millas de la superficiede la Tierra.

Page 17: matematicas inacap

Página 17 de 94

24.- Una compañía eléctrica cobra $ 0.162 por kilowatt – hora. ¿ Cuál es el gasto eléctricosi se utilizan 740 kilowatts – hora en un mes ( considere mes bancario equivalente a30 días) ? La tasa de watts de un aparato, W, varía conjuntamente con respecto delcuadrado de la corriente, I, y la resistencia, R. Si esta tasa es de 1 watt cuando lacorriente es de 0,1 ampere y la resistencia es de 100 ohms, determine la tasa dewatts cuando la corriente es de 0,4 ampere y la resistencia es de 250 ohms.

25.- La resistencia eléctrica de un cable, R, varía directamente con respecto de sulongitud, L, e inversamente con respecto del área de su sección transversal, A. Si laresistencia de un cable es de 0,2 ohm ( Ω ) cuando la longitud es de 200 pies y elárea de su sección transversal es de 0,05 pulgada cuadrada, determine la resistenciade un cable cuya longitud es de 5000 pies con un área de sección transversal de0,01 pulgada cuadrada.

26.- El número de llamadas telefónicas entre dos ciudades durante un periodo de tiempodado, N, varía directamente con respecto del número de habitantes p1 y p2 de las dosciudades e inversamente con respecto de la distancia, d, entre ellas. Si se realizan100.000 llamadas entre dos ciudades que se encuentran a una distancia de 300kilómetros y los números de habitantes de las ciudades son 60.000 y 200.000, ¿cuántas llamadas se realizan entre dos ciudades con poblaciones de 125.000 y175.000 que se encuentran a 450 kilómetros de distancia?

27.- Escriba un párrafo explicando los diferentes tipos de variaciones. Incluya en suanálisis los términos de variación directa, inversa, conjunta y combinada. Dé supropio ejemplo de cada tipo de variación.

28.- (a) Si y varía directamente con respecto de x y la constante de proporcionalidad es2, ¿ varía x directamente o inversamente con respecto de y ? Explique.(b) Dé lanueva constante de proporcionalidad para x como variación de y.

29.- (a) Si y varía inversamente con respecto de x y la constante de proporcionalidad es0,3, ¿ varía x directamente o inversamente con respecto de y ? Explique. (b) Dé lanueva constante de proporcionalidad para x como variación de y.

30.- Un articulo en la revista Outdoor and Travel Photography dice: “ Si una superficie esiluminada por una fuente puntual de luz, la intensidad de la iluminación producida esinversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa. En términosprácticos, esto significa que los objetos cercanos serán sobre expuestos, si el temadel fondo tiene la exposición adecuada con un flash. Así, el flash directo no ofreceresultados gratos si existe un objeto entre el plano principal y el sujeto.”Si el sujeto que usted está fotografiando se encuentra a 4 pies del flash y lailuminación sobre este sujeto es de de la luz del flash, ¿ cuál es la intensidad deiluminación en un objeto interpuesto que esta a 3 pies de distancia del flash?

Page 18: matematicas inacap

Página 18 de 94

31.- En una región especifica del país, la cantidad de gasto de agua de un cliente, W, esdirectamente proporcional al promedio diario de temperatura del mes, T, al área decésped, A, y la raíz cuadrada de F, donde F es el tamaño de la familia, einversamente proporcional al número de pulgadas de lluvia, R. En un mes, elpromedio diario de temperatura es 32° y el número de pulgadas lluvia es de 5,6. Si lafamilia promedio de 4 personas que tiene 1000 pies cuadrados de césped paga enpromedio $ 68 de agua, estime el gasto de agua promedio en el mismo mes para unafamilia de 6 personas que tienen 1500 pies cuadrados de césped.

32.- La ley de Coulomb establece que la fuerza de atracción o repulsión, F, entre doscargas puntuales, q1 y q2, es directamente proporcional al producto de dichas cargas,e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia, r, entre ellas. Escriba lafórmula que representa la ley de Coulomb. ¿Qué le sucede a la fuerza de atracciónsi se duplica una carga, la otra se triplica y la distancia entre las cargas se reduce ala mitad?

33.- La presión, P,en libras por pulgada cuadrada (psi) sobre un objeto a x pies bajo elmar es de 14.70 psi más el producto de una constante de proporcionalidad, k, y elnúmero de pies, x, a los que el objeto se encuentra bajo el nivel del mar . El 14,70representa el peso, en libras, de la columna de aire ( a partir del nivel del mar hastala parte superior de la atmósfera) que esta sobre un cuadrado de 1 pulgada por 1pulgada de agua mar. kx representa el peso, en libras, de una columna de agua de 1pulgada por 1 pulgada por x pies. Escriba una fórmula para la presión sobre unobjeto que se encuentra a x pies bajo el nivel del mar. Si un medidor de presión enun submarino a 60 pies de profundidad registra 40,5 psi, determine la constante k. Unsubmarino está construido para soportar una presión de 160 psi. ¿ Hasta quéprofundidad puede descender el submarino?

Page 19: matematicas inacap

Página 19 de 94

1.4. Elementos del Álgebra

1.4.1. Conjuntos Numéricos

Los Números Reales

El conjunto de los Números Reales (IR) es un conjunto no vacío denotado IR, cuyos

elementos se llaman Números Reales.

Estos números reales verifican los siguientes tres tipos de axiomas:

1. Axiomas de Cuerpo.2. Axiomas de Orden3. El axioma de Completitud o del Supremo.

Debido a esto, se dice que IR es un Cuerpo Ordenado Completo.

IR = a, b, c,...... donde: a, b, c,......... son los números reales.

Los Axiomas de Cuerpo.En reales hay definidas dos operaciones binarias internas la Suma o Adición (+), y el

Producto o Multiplicación (·)Estas operaciones cumplen los siguiente 9 Axiomas:

Axiomas:

1. La suma es asociativa: a + ( b + c ) = ( a + b ) + c

2. La suma es conmutativa: a + b = b + a

3. En reales existe un número real llamado El Elemento Neutro para la

suma: 0 , tal que: a + 0 = a, IRa ∈∀ .

4. Para cada número real a existe un número real llamado El Opuestode a : - a , tal que: a + (- a ) = a

Page 20: matematicas inacap

Página 20 de 94

5. La multiplicación es asociativa: a · ( b · c ) = ( a · b ) · c

6. La multiplicación es conmutativa: a · b = b · a

7. En reales existe un número real llamado El Elemento Neutropara la multiplicación: 1 , tal que: a · 1 = a, IRa ∈∀ .

8. Para cada número real 0a≠ existe un número real llamado El Inverso

de a: a1 , tal que: a ·

a1 = 1

9. La multiplicación es distributiva respecto de la suma, tal que:

a ·( b + c ) = a·b + a·c

Algunas propiedades básicas de la (+) y del (·)

Definición 1: a – b = a + (-b) Resta o diferencia, a menos ba: minuendo, b: sustraendo

2: IR * = IR – 0 es decir ( ) [ ] [ ]( )0aIRaIRa ≠∧∈⇔∈

Teoremas : En IR

1: [ ] [ ] d b c a d, b b a d c , b a =+=+⇒==

2: [ ] [ ]c b c a c, b c a b a =+=+⇒=

3: [ ] [ ] b a c b c a =⇒+=+

4: [ ] [ ] b a 0 c ,c b c a =⇒≠=

5: IR0! ∈∃

Page 21: matematicas inacap

Página 21 de 94

6: - 0 = 0

7: IR1! ∈∃

8: IR a cada para único esa ∈−

9: *IR a cada para único esa1

10: - (-a) = a

11: - (a + b – c ) = - a - b – c

12: a · 0 = 0

13: ( - a ) ( - b ) = a b

14: ( - a ) b = a (- b ) = - (a b) = - a·b

15: - ( a b c ) = (- a ) b c = a (- b ) c = a b (- c ) = - a b c

16: [ ] ( ) ( )[ ] o 0 b 0 a 0 b a =∨=⇒=⋅

( ) ( )[ ] [ ] o 0 b 0 a 0 b a =⇒≠∧=

( ) ( )[ ] [ ] 0 b a 0 b 0 a ≠⇒≠∧≠

........... en IR no hay divisores de cero

17: Si un producto de números reales es 0, por lo menos uno de sus factoreses el número 0.

18: ( a + b + c ) ( p + q ) = ap + bp + cp + aq + bq + cq

Definición 3:b1ab:a

ba

⋅== b a partido por b, a dividido por b

baEn a es el numerador, b es el denominador.

En a : b a es el dividendo, b es el divisor

Page 22: matematicas inacap

Página 22 de 94

Teoremas : En IR

19: 111=

20: a1a=

21:b1

a1

ab1

⋅=

22: a

a11=

Observación 1: 0a1= es falsa en IR

Teoremas : En IR

23: ( )0a0ba

=⇔

=

24: ( )cbdadc

ba

=⇔

=

25: ( )ba1ba

=⇔

=

26: 111

11

−=−

=−

27:ba

ba

ba

ba

−−=

−−=

−−

=

28:ba

ba

ba

ba

−−

−=−

=−

=−

Page 23: matematicas inacap

Página 23 de 94

29:dbca

dc

ba

=⋅

30:cb

caba

=

31:b

cabc

ba +

=+

32:db

cbdadc

ba +

=+

33:cba

cb

1a

cba =⋅=⋅

34:c

bcacb

1a

cba +

=+=+

35:ab

ba1

=

36:cbda

cd

ba

dc

ba

dcba

=⋅=÷=

Algunos subconjuntos de los números reales

Definición 4: Los números Naturales (IN) es el conjunto de todos los números que

pueden ser formados partiendo con 1 y luego formando:

1 + 1, (1 + 1) +1, [ (1 + 1) +1 ], etc.

IN = 1,2,3,4,5,6,7,8,.........

IN0 = 0,1,2,3,4,5,6,7,8,......... = IN ∪ 0

Page 24: matematicas inacap

Página 24 de 94

Definición 5: Aritméticamente el conjunto de los números naturales es insuficiente,

entre otras cosas, por no ser cerrado para la diferencia al no contener

los inversos aditivos de sus elementos. Por ello, un primer paso para

remediar sus consecuencias es agregar a IN sus inversos aditivos,

obteniendo el conjunto z de los números Enteros.

Z = ....-5,-4,-3,-2,-1,0, 1,2,3,4,......

Z + = 1,2,3,4,......

Z - = ....-5,-4,-3,-2,-1

Z * = Z – 0

Definición 6: Otro problema que nos muestra la insuficiencia del conjunto IN e

incluso del conjunto z, es la resolución de la ecuación ax = b; a,b ∈ z,

a ≠ 0. Esta ecuación solo tiene solución en z, si b es múltiplo de a. Para

que las ecuaciones de este tipo tengan siempre solución, se hizo

necesario ampliar nuevamente el sistema numérico, creando los

números Racionales ( Q )

Q =

∈∈ *ZZ b,a/

ba

Q* = Q - 0

Todo número racional tiene un desarrollo decimal infinito y periódico, y

a todo número decimal infinito y periódico le corresponde un número

racional.

Definición 7: Se denominan números Irracionales ( I ), a los números que no

pueden ser anotados como cuocientes de dos números enteros.

A éstos números les corresponde un desarrollo decimal infinito y no

periódico. Entre ellos podemos mencionar: ,......e,,51,2 3 π+ la

Page 25: matematicas inacap

Página 25 de 94

mayor parte de los logaritmos de los números, a la mayor parte de los

valores de sen x, .......etc.

Dentro del conjunto de los números irracionales, existen dos tipos: los

algebraicos y los trascendentes. Los primeros son aquellos generados

por las raíces inexactas, como por ejemplo: 2 . Los números

irracionales trascendentes son números generados por procesos de

mediciones, como por ejemplo el número π .

Definición 8: La unión de conjunto de los números racionales y los números

irracionales representan el conjunto de los números reales.

IQ R ∪=

Los números reales se emplean en todas las fases de las matemáticas y es importante

estar familiarizado con los símbolos que representan:

IR =

−−−−− LLLLLLLLLLLL ;8;

1249;3;533,0;0;333,0;1;2;3;853

Conclusión: Todos los números reales tienen desarrollos decimales infinitos. A cada

número decimal infinito le corresponde un número real.

Todos los números decimales infinitos se dividen únicamente en dos

grupos:

1. Los que tienen un desarrollo periódico. Los números reales

racionales.

2. Los que tienen un desarrollo no periódico. Los números reales

irracionales.

Page 26: matematicas inacap

Página 26 de 94

Números Racionales (Q ) Números Irracionales ( I )

Números Enteros ( Z )

Números Naturales ( N )

Números Reales ( R )

Page 27: matematicas inacap

Página 27 de 94

GUÍA DE EJERCICIOSCONJUNTOS NÚMERICOS

1-. Determine en cada caso si las afirmaciones son falsas o verdaderas y justifique su

respuesta.

a) La suma de dos números negativos debe ser negativa.

b) La diferencia entre dos números negativos debe ser negativa.

c) El producto de dos números negativos debe ser negativo.

d) El cociente de dos números negativos debe ser negativo.

2-. Realice las operaciones siguientes:

a) –12 + ( -8 ) b) 13 + ( -5 )

c) –12 - ( -1 ) d) – 4 - (-13) + (-5 + 10)

e) –5 (-17) (2) (-2) 4 f) –8 [ 4 + ( 7 - 8 ) ]

g) 6

18−− h)

936−

i) 70

−j)

67)3()410(

−−−⋅+−

3-. ¿ Cuáles de las siguientes operaciones no están definidas ?

a) 08 b)

669−

c) 5544

−− d)

10

4-. Indique la propiedad ilustrada en cada una de las siguientes proposiciones.

a) 3 + 2 = 2 + 3 b) 5 ⋅ 4 = 4 ⋅ 5

c) 3 + ( 5 + 4) = ( 3 + 5 ) + 4 d) (3 ⋅ 5) ⋅ 6 = 6 ⋅ (3 ⋅ 5)

e) 6 + ( -6 ) = 0 f) 13 + 0 = 13

g) 8 ⋅ 1 = 8 h) ( ) 1331

=−⋅

i) 6 ⋅ (2 ⋅ 4) = (6 ⋅ 2) ⋅ 4 j) 3 ⋅ ( 4 + 5 ) = 3 ⋅ 4 + 3 ⋅ 5

Page 28: matematicas inacap

Página 28 de 94

5-. a) Evalué 6 – 8 y 8 – 6

b) Por medio de los resultados de la parte a), podríamos concluir que lasustracción no es una operación __________.

c) ¿ Existen algunos números reales a y b para los que a – b = b – a? Si es así,dé un ejemplo.

6-. a) Evalúe 510y105 ÷÷ .

b) Por medio de los resultados de la parte a), podríamos concluir que la división

no es una operación __________.

c) ¿Existen algunos números reales a y b para los que abyba ÷÷ ? Si es así,

dé un ejemplo.

7-. Si el recíproco del un número ( a – 4 ) es 51 , determine el opuesto aditivo de a + 1.

8-. Muchos acontecimientos cotidianos pueden considerarse como operaciones que

tienen opuestos o inversos. Por ejemplo, la operación inversa de “dormir” es

“despertarse”. Para cada una de las actividades dadas, especifique su actividad

inversa.

a) Limpiar su cuarto.

b) Ganar dinero.

c) Subir el volumen de su radio.

9-. Muchas actividades cotidianas son conmutativas; lo que significa que el orden en

que ocurren no afecta el resultado. Por ejemplo, “ponerse la camisa” y “ponerse los

pantalones” son operaciones conmutativas. Decida si las actividades dadas son

conmutativas.

a) ponerse los zapatos; ponerse los calcetines.

b) vestirse; bañarse.

c) Peinarse el cabello; cepillarse los dientes.

10-. La propiedad distributiva se cumple para la multiplicación con respecto a la adición.

¿ Se cumple la propiedad distributiva para la adición con respecto a la

multiplicación?

Page 29: matematicas inacap

Página 29 de 94

11-. La superficie, o borde, de un desfiladero está a una altitud de 0. En una caminata

hacia la parte inferior del desfiladero, un grupo de excursionistas se detiene a

descansar a 130 metros por debajo de la superficie. Luego, descienden otros 54

metros. ¿ Cuál es su nueva altitud?

12-. Cierto matemático griego nació en el año 426 a. C. Su padre nació 43 años antes.

¿ En que año nació su padre?

13-. El jueves 7 de abril de 1994, las acciones de Hewlett - Packard cerraron a

4383 dólares ( por acción). Esto significaba

421 dólares sobre el precio al inicio del

día. ¿ Cuánto costaba una acción al inicio del día?

14-. Determine en cada caso si las afirmaciones son falsas o verdaderas y justifique su

respuesta.

a) 73 es un elemento de Z

b) 85

− es un elemento de Q

c) 6 es un elemento de IR

d) 7− es un elemento de IR

e) 3,9 es un número racional

f) π es un elemento de II

g) 2,89999..... es un elemento de II

h) 0,878778777877778... es un elemento de Q

i) 3,14159 es un elemento de Q

j) ba , para cualquier a y b enteros es un número racional.

k) Todo número irracional es un número real.

l) Existen números decimales que no son reales.

m) Hay números reales que son racionales e irracionales.

n) Existe un número decimal que no puede expresarse como cociente de dos

números enteros.

Page 30: matematicas inacap

Página 30 de 94

15-. Evalúe:

a)

43

81

41

85

+

− b) 3 +

211

11

11

1

++

+

c) 322 )4,2()8,0()7,3( +− d) 223

32

31

21

−−

e) 28525

22315÷+÷⋅+÷ f)

723543248

22 −⋅−

−⋅÷−

g) ( ) ( )[ ]

162438

64584824

4

22

3

2

+−

−−+

−−−

−⋅÷−−

Page 31: matematicas inacap

Página 31 de 94

1.4.2. Expresiones Algebraicas.

Introducción.

El álgebra se desarrolló a partir de las reglas y operaciones de la aritmética. En el álgebra

introducimos símbolos o letras tales como a, b, c, d, e, x ,y,... para denotar números

arbitrarios y frecuentemente consideramos expresiones generales.

Este lenguaje del álgebra es útil por dos razones. Primero, puede ser utilizado para

abreviar y simplificar expresiones largas o complicadas, y segundo, es un modo adecuado

de generalizar muchas expresiones específicas.

Consideremos la siguiente expresión: “ si se suman dos números, el orden en que se

suman no tiene importancia; esto es, se obtiene el mismo resultado si el segundo número

se suma al primero, o si el primero se suma al segundo”. Esta larga descripción puede ser

reducida y comprendida fácilmente por medio de la expresión algebraica:

a + b = b + a

Algunas fórmulas usadas en la ciencia y en la industria pueden servir para ilustrar la

generalidad del álgebra. Por ejemplo si un avión vuela a una rapidez constante de

300 h

mi durante 2 horas, entonces la distancia recorrida será 300 h

mi x 2 h = 600 millas.

Si introducimos símbolos y denotamos con r la rapidez constante, con t el tiempo

transcurrido y con d la distancia recorrida, entonces el ejemplo anterior es un caso

especial de la fórmula algebraica general:

d = r t

Cuando se dan valores numéricos determinados a r y t, la distancia d puede ser calculada

sustituyendo adecuadamente en la fórmula. Además la fórmula se puede usar para

resolver problemas relacionados. Por ejemplo, si conocemos r y se quiere averiguar el

tiempo t necesario para recorrer una distancia d, puede obtenerse por medio de la

fórmula:

rdt =

Page 32: matematicas inacap

Página 32 de 94

Del mismo modo, si conocemos d y se quiere averiguar la rapidez constante r a la cual un

avión recorrería esa distancia en un tiempo dado t, puede obtenerse por medio de la

fórmula :

tdr =

Nótese cómo la introducción de una fórmula algebraica no sólo permite resolver

convenientemente problemas especiales, sino que también amplía el alcance de nuestro

conocimiento al sugerir problemas nuevos.

Hay un número ilimitado de problemas en los que el enfoque simbólico puede

conducirnos a conocimientos profundos y soluciones que serían imposibles de obtener

con procesos numéricos.

Expresiones Algebraicas.

Definición 1: Un término, o monomio, se define como un número, una variable o un

producto de números y variables.

Definición 2: Un polinomio es un término o una suma finita de términos, con sólo

exponentes enteros no negativos permitidos en las variables. Si los

términos de un polinomio sólo tienen a la variable x, entonces el

polinomio se denomina polinomio en x.

Usaremos la notación:

Rsobrexenpolinomio)x(p/)x(p:]x[R =

N∈++++++ −−

−− n,axa.....xa..xaxaxa 01

ii

2n2n

1n1n

nn

Definición 3: Si 0an ≠ , diremos que p(x) es un polinomio de grado n y escribiremos:

n)x(pgdo =

El mayor exponente en un polinomio en una variable es el grado del

polinomio.

Cualquier número real puede ser considerado como un polinomio de

grado cero y, en tal caso, los llamaremos polinomios constantes.

Page 33: matematicas inacap

Página 33 de 94

Definición 4: Para ni0 ≤≤ , las expresiones ii xa las llamaremos los términos del

polinomio y los elementos ia los coeficientes de los correspondientes

ix .

Observación 1: Un polinomio puede tener más de una variable. Un término que

consiste en más de una variable tiene grado igual a la suma de todos

los exponentes que aparecen en las variables en el término. El grado

de un polinomio con más de una variable es igual al mayor grado de los

términos del polinomio.

Definición 5: Todo polinomio que consta exactamente de tres términos se conoce

con el nombre de trinomio, y aquel que posee dos términos se

denomina binomio.

Definición 6: Términos semejantes son aquellos que tienen los factores con

variables exactamente iguales.

1.4.3 Operaciones con expresiones algebraicas.

Definición 1: Los polinomios se suman, adicionando los coeficientes de términos

semejantes.

Definición 2: Los polinomios se restan, sustrayendo los coeficientes de términos

semejantes.

Definición 3: Los polinomios se multiplican, aplicando las propiedades asociativas y

distributivas, junto con las propiedades de las potencias.

Page 34: matematicas inacap

Página 34 de 94

Definición 4: Se denominan productos notables a aquellos resultados de la

multiplicación entre polinomios que tienen características especiales.

Algunos de ellos:

Caso 1: Cuadrado de un binomio

( ) ( ) ( ) 222 xyx2xyxyxyx ++=+=+⋅+

( ) ( ) ( ) 222 yyx2xyxyxyx +−=−=−⋅−

Caso 2: Suma por su diferencia

( ) ( ) 22 yxyxyx −=−⋅+

Caso 3: Cubo de un binomio

( ) ( ) ( ) ( ) 32233 yyx3yx3xyxyxyxyx +++=+=+⋅+⋅+

( ) ( ) ( ) ( ) 32233 xyx3yx3xyxyxyxyx −+−=−=−⋅−⋅−

Caso 4: Binomios con un término común

( ) ( ) bax)ba(xaxbx 2 ⋅+⋅++=+⋅+

Caso 5: Binomios con un término común y coeficientes diferentes

( ) ( ) dbx)cbda(xacdxcbxa 2 ⋅+⋅++=+⋅+

Caso 6: Cuadrado de un trinomio.

( ) ( ) ( ) yz2xy2xy2zyxzyxzyxzyx 2222 ++++=++=++⋅++ +

Page 35: matematicas inacap

Página 35 de 94

Definición 5: El proceso de encontrar polinomios cuyo producto es igual a un

polinomio dado se denomina factorización.

Un polinomio que no puede escribirse como un producto de dos

polinomios con coeficientes enteros es un polinomio primo o

polinomio irreducible.Un polinomio está completamente factorizado cuando se escribe

como un producto de polinomios primos con coeficientes enteros.

Caso 1: Factorización del máximo factor común:Los polinomios se factorizan por medio de la propiedad distributiva,

buscamos un monomio que sea el máximo factor común de todos los

términos del polinomio.

Forma: ( ) b a x x b x a +=+

Caso 2: Factorización por agrupación:Cuando un polinomio tiene más de tres términos, algunas veces puede

factorizarse por medio de este método.

Forma:

( ) ( ) ( ) ( ) b a y x y x b y x ayb x bya x a ++=+++=+++

Caso 3: Factorización de trinomios:La factorización es el opuesto de la multiplicación. Como el producto

de dos binomios por lo general es un trinomio, podemos esperar

trinomios factorizables ( que tengan términos sin factor común) que

tengan como factores a dos binomios.

Formas: a) ( ) ( ) ( ) b x a x b a x b a x2 ++=+++

b) ( ) ( ) ( ) d c x b xa d b xbc ad c x a 2 ++=+++

Page 36: matematicas inacap

Página 36 de 94

Caso 4: Factorización de trinomios cuadrados perfectos:

Formas: a) ( ) ( ) b a b ab b a 2 a 22 ++=+⋅+

b) ( ) ( ) b a b ab b a 2 a 22 −−=+⋅−

Caso 5: Factorización de diferencia de cuadrados:

Forma: ( ) ( ) b a b a b a 22 −+=−

Caso 6: Factorización de diferencias de n – ésimo:Forma:

( ) ( ) +∈∀+++−=− Zn b.......... ba b a a b a b a 1 - n2 3 - n2-n1 -nnn

Caso 7: Factorización de sumas de n – ésimo:Forma:

( ) ( ) +∈∀+−+−+=+ Zn b...... ba b a a b a b a 1 - n2 3 - n2-n1 -nnn

y n impar

Teorema 1:( Algoritmo de la división). Sean a(x), b(x)∈ R[x] con b(x) ≠ 0. Entonces existen

dos únicos polinomios q(x), r(x) ∈ R[x] tales que:

a(x) = q(x) · b(x) + r(x)

donde r (x) = 0 o )x(bgdo)x(rgdo <

Page 37: matematicas inacap

Página 37 de 94

Ejemplo 1: Consideremos los polinomios:

3x2x)x(a 3 ++= y 1x3x2)x(b 2 +−=

49x

415

43x

49x

23

3x23x

23

x21x

23x

43x

21)1x3x2(:)3x2x(

2

2

23

23

+

+−

++

+−

+=+−++

Entonces:

+++−⋅

+=++

49x

415)1x3x2(

43x

213x2x 23

con

gdo r (x) = gdo

+

49x

415 = 1 < gdo 2)1x3x2( 2 =+−

Al polinomio q (x) lo llamaremos el cuociente y al polinomio r (x) el resto

en la división de a (x) por b (x).

Corolario 1: (Teorema del resto) El resto de la división de un polinomio p (x) por x – a es:

p (a).

Definición 6: Sean a (x), b (x) ∈ R [ x ]. Diremos que el polinomio a (x) es divisible

por el polinomio b (x) ( o bien que b (x) es un factor de a (x) ) y

escribiremos:

)x(b)x(a, si solo si existe c(x) ∈ R [ x] tal que a (x) = c(x) · b(x).

Corolario 2:( Teorema del factor ) Un polinomio p (x) es divisible por x – a si solo si p(a) = 0.

Page 38: matematicas inacap

Página 38 de 94

Definición 7: Para facilitar la búsqueda del cuociente q (x) y el resto r (x) cuando un

polinomio sobre R es dividido por x – c, introduciremos el método de

división sintética que describiremos a continuación:

Sean

nn

1n1n

2210 xaxa......xaxaa)x(p +++++= −

− (1)

nn

1n1n

2210 xbxb......xbxbb)x(q +++++= −

Entonces:

( ) ( ) ( )( )

)r)x(rAquí(.xbxcbb.............

.........xcbbxcbbcbr

)x(r)x(q)cx()x(p

n1n

1n1n2n

221100

+−+

++−+−+−=

+−=

−−

−−

(2)

igualando los coeficientes en (1) y (2) se tiene que:

00

101

1n2n1n

1nn

cbra,cbba

,.......,bcbaba

−=

−=−=

=

−−−

011nn aa.....aa −

c 011n bcbc.....bc −

001101n1n2nn1n cbarcbab.....bcabab +=+=+== −−−−

Así solamente listando los coeficientes y realizando simples

multiplicaciones y sumas, podemos leer el cuociente y el resto, de la

última línea.

Definición 8: Sea p (x) ∈ R [ x ] gdo p(x) > 0. Diremos que p(x) es un polinomio

irreducible en R [x] si solo si los únicos factores de p(x) son polinomios

constantes o múltiplos constantes de p(x). En caso contrario diremos

que p(x) es reductible sobre R [ x ].

Page 39: matematicas inacap

Página 39 de 94

Teorema 2: Todo polinomio p (x) ∈ R [ x ] gdo p(x) > 0 puede escribirse como un producto de

un número real distinto de cero y polinomios mónicos irreductibles sobre R [ x ].

Además, salvo el orden de los factores, esta expresión es única.

Ejemplo 2: Sea p(x) = 12x8x14x4x2 245 −−−− .

Entonces ( ) ( ) ( )3x2x1xx2)x(p 22 −+++= son polinomios mónicos

irreductibles en R [ x ].

Observación 1: 1) Sea b (x) ∈ R [ x ] , gdo p(x) > 0. Si p (c) = 0 para algún c∈ R,

entonces p (x) es reducible en R [x] pues, por el teorema del factor, x -

c es un factor de p (x).

2) Los polinomios irreducibles en R [x] son los polinomios lineales (de

primer grado ) y los polinomios cuadráticos:

0ac4bcon,cxbxa)x(d 22 <−++= .

Luego, dado p (x) ∈ R [ x ] , este polinomio puede escribirse (Teor. 2)

en la forma:

( ) ( ) ( ) ( ) ( )

.0ca4by0aconcxbxa)x(d

.......m,3,........ 2, 1, i para y R r ,........,r a, dondexd.......xd)x(drx......rxrxa)x(p

ii2iiii

2ii

k1

m21k21

<−≠++=

=∈

⋅−−−=

Page 40: matematicas inacap

Página 40 de 94

10

Figura 2

Figura 3

Figura 1.1 Figura 1.2

GUÍA DE EJERCICIOSÁLGEBRA

1-. (a) Escriba una expresión polinomial para el área de la porción sombreada de la

figuras (1.1 y 1.2 ) . (b) determine el área de los rectángulos mayor y menor:

i) ii)

2-. Escriba polinomios para (a) el volumen y (b) el área de la superficie del objeto quese muestra en la figura 2:

3-. Escriba un polinomio en las variables r y s para el área de la región que se muestra

en la figura 3

x

x

x + 2

10

r r s

x + 4 x 2x

2x + 3

3x - 1

2x - 1 2x + 4

3x + 6

Área de la regiónsombreada es 67 cm2

Área de la regiónsombreada es 139 cm2

Page 41: matematicas inacap

Página 41 de 94

a

b

a

Figura 6

Figura 5.1 Figura 5.2 Figura 5.3

Figura 4.1 Figura 4.2

4-. En las figuras (4.1 y 4.2 ). ¿ cuántas veces es más grande el área o volumen de la

figura de la derecha que el de la izquierda? Explique cómo determinó su respuesta.

i) ii)

2

1

5-. En las figuras (5.1, 5.2 y 5.3) siguientes (a) escriba una expresión para el área

sombreada y (b) escriba la expresión en forma factorizada.

i) ii) iii)

6-. Explique cómo justifica la figura 6 la factorización de a 2 + 2 a b + b 2 = ( a + b )2

(a y b positivos)

ab

aba2

b2

b

a

a + b

b b

a

a

a

a x y x x x

x + y

2x + 4

x + 8

12 x + 24

x + 4

3 x + 6

4x + 4

x + 2 x

x + 1

2 x

Page 42: matematicas inacap

Página 42 de 94

b

a - b

a

a

a b

b

b

a - b

b

a

a

a

b

Figura 9

Figura 8

Figura 7

b

7-. Explique como justifica la figura 7 la fórmula de Factorización de:

a2 – b2= (a + b) (a - b) donde , a > b > 0

8-. (a) Escriba una expresión para el área de la superficie de los cuatro lados de la

figura 8 (omita la tapa y la base). (b) escriba la expresión en forma factorizada.

9-. La figura 9 indica que la fórmula de factorización para la diferencia de dos cubos,

a - b = (a - b) (a2 + a b + b2) para a > b > 0, se puede justificar geométricamente.

a - b

a

b2

Page 43: matematicas inacap

Página 43 de 94

10-. Factorice al máximo las siguientes expresiones:

a) x 3 – ax2 i) x2 – 10x + 25b) ax 3 – bx2 + cx j) 6x2 + 15x - 9c) 9a2 – ( a + b )2 k) 4x2 - 12x + 9d) a2 + a – ab2 – b2 l) 2x2 + 2x - 12e) 27x3 – 1 m) x4 + x2 + 1f) 216 – x6 n) 9x4 + 6x2 + 1g) x2n – 1 o) x4 + 2x2 + 9h) 9n - 1 p) (a + b)3 + ( a – b)3

11-. Simplifique hasta encontrar la expresión irreductible:

a) ( ) ( )22

22

a41bxab2ax2bx

−+

−−+ b)byayb4a4bdbcadac

+−−−−+

c) ( )22n

1n

ba)1()ba()1(

−−

+− +d) 32

432

xx2xxxxx

+−

−+−

12-. Efectuar las operaciones siguientes, simplificando al máximo:

a) 4x

x6xx

x222 −

−−+

b) 3 - 1x

41x

22 −

++

c)ab

bba

ababa

22

22

−−

++

+ d)3x4x

x4x9x

2

2

++

⋅+

e)1x1x

1x6x5x

4

2

2

2

++ f)5x

x32x

33x

2−

−−

g)

−+

+

+

+1x2x1:

1x1x h)

yxxyx

yxxyx

+−

−+

Page 44: matematicas inacap

Página 44 de 94

13-. Efectúe las siguientes divisiones. Indique cuociente y resto. Exprese cada divisiónen la forma :

( ) ( )

( ) ( )

( ) ( )

=

−+÷

+−+

=+÷+−+−

=−÷−+

=+÷+−+

+=

1x5x211x

29x

20399x2)d

2x2x16x3x8x)c

3x2x3x45)b

1x31xx5x2)a

BRCB:A

223

2234

3

234

14-.

−+−+−=

21p)2(p:calcule1xx6x3)x(pSi 23

15-. ( )2xpordivisiblees2x3x3x3xqueDemuestre 234 +++++

16-. Utilizando división sintética , determinar el cuociente y resto . Compruebe surespuesta.

( ) ( ) =+÷+−−+ 1x1x5x6x2x4 234

17-. Determine si (x+3) es un factor del polinomio :

18-. Sin efectuar división , determine el resto en :

( )x x x x x

4 3 24 5 20 4− + −

÷ −

19-. Encuentre los valores de K para que : )3x(pordivisibleseaK6xKx3x4 3 ++−+

20-. ,7x4es5x15x18Kxpx:adivide2x3xcuandorestoEl 2342 −−+−++−.4Ky1pqueDemuestre ==

21-. ,2xpordivisibleesabbxx3polinomioelbyadevaloresque¿Para 22 +−−+ ?1restoda1xpordividirloalpero −

22-. ,0)5(p)1(pSi.axbxx14x10x2)x(pSea 2345 =−=+−−+= productocomo)x(pescribir .gradoprimerdefactoresde1.4.4. Potencias

27x12x4x)x(P 23 +−−=

Page 45: matematicas inacap

Página 45 de 94

Potencias de base real y exponente natural o entero.

entero.exponentedepotencias lasdefinirbasta,Como

nexponenteyabase depotencia :na

non,a

ZN

zNR

∈∈∈

Definición 1: :entoncesn, a ZR ∈∈

( ) ( )[ ] [ ]

( ) ( )[ ]

=⇒≠∧∈

⋅⋅⋅⋅=

⋅=

=∈

=⇒≠∧=

−−

++

nn

nn1n

1

0

a1a0an)3

avecesna..........aaaaa:bieno

aaa

aan)2

1a0a0n)1

Z

z444 3444 21

Teorema 1: ZR ∈∈ nm,;b, a:adecuadas nesrestriccio las Con

1. nmnm aaa +=⋅

2. nmn

ma

aa −=

3. ( ) nmnm aa ⋅=

4. ( ) nnn baba ⋅=⋅

5. n

nn

ba

ba

=

6. nn

ab

ba

=

1.4.5 Notación Científica

Page 46: matematicas inacap

Página 46 de 94

Con frecuencia, los científicos e ingenieros trabajan con números muy grandes o muy

pequeños. Por ejemplo, la frecuencia de una señal de radio de FM puede ser de

14.200.000.000 hertz ( o ciclos por segundos ) y el diámetro de un átomo es

aproximadamente de 0,0000000001 metros. Como es difícil trabajar con muchos ceros,

los científicos acostumbran expresar tales números con exponentes. Por ejemplo, el

número 14.200.000.000 puede escribirse como 1,42 x 1010, y 0,0000000001 como

1 x 10-10 o ( 10-10 ) están en una forma llamada notación científica.

Definición 1: Un número está escrito en notación científica cuando se expresa en la

forma:

enterounesny,10k1donde10k n <≤⋅

Es decir es una manera de escribir cantidades muy grandes o muy

chicas en forma abreviada utilizando las potencias de 10 tanto con

exponentes negativos como positivos.

Algoritmo para escribir un número en notación científica:

1. Mueva el punto decimal en el número a la derecha del primer dígito distinto de cero.

Con esto se obtiene un número mayor o igual a 1 y menor que 10.

2. Cuente el número de lugares que movió el punto decimal en el paso 1. si el número

original fue 10 o mayor que 10, la cuenta se considera positiva. Si el número original

fue menor que 1, la cuenta se considera negativa.

3. Multiplique el número obtenido en el paso 1 por 10 elevado al número ( potencia)

determinado en el paso 2.

Page 47: matematicas inacap

Página 47 de 94

Algoritmo para convertir un número en notación científica a forma decimal.

1. Observe el exponente de la base 10.

2. (a) Si el exponente es positivo, mueva el punto decimal hacia la derecha el mismo

número de lugares del exponente. Tal vez sea necesario agregar ceros al

número. Con esto se obtiene un número mayor o igual que 10.

(b) Si el exponente es 0, el punto decimal en el numero no se mueve de su posición

actual. Elimine el factor 100. Con esto se obtendrá un número mayor o igual a 1

pero menor que 10.

(c) Si el exponente es negativo, mueva el punto decimal hacia la izquierda el mismo

número de lugares que el exponente. Tal vez sea necesario agregar ceros. Esto

produce un número menor que 1.

Page 48: matematicas inacap

Página 48 de 94

A continuación se presenta un resumen de las potencias de 10 y los prefijos y sufijos que

se sustentan en ellas y que son de gran utilidad en las diferentes asignaturas de tu

especialidad:

NOMBRE SIMBOLO VALOR

Yotta Y 1.000. 000. 000. 000. 000. 000. 000. 000 = 2410Zetta Z 1. 000. 000. 000. 000. 000. 000. 000 = 2110exa E 1. 000. 000. 000. 000. 000. 000 = 1810peta P 1. 000. 000. 000. 000. 000 = 1510tera T 1. 000. 000. 000. 000 = 1210giga G 1. 000. 000. 000 = 910mega M 1. 000. 000 = 610kilo K 1. 000 = 310hecto H 100 = 210deca D 10 = 110unidad 1 = 010deci d 0.1 = 110−

centi c 0. 01 = 210−

mili m 0. 001 = 310−

micro µ 0. 000. 001 = 610−

nano n 0. 000. 000. 001 = 910−

pico p 0. 000. 000. 000. 001 = 1210−

femto f 0. 000. 000. 000. 000. 001 = 1510−

atto a 0. 000. 000. 000. 000. 001 = 1810−

zepto z 0. 000. 000. 000. 000. 000. 000. 001 = 2110−

yocto y 0. 000. 000. 000. 000. 000. 000. 000. 001 = 2410−

Page 49: matematicas inacap

Página 49 de 94

GUÍA DE EJERCICIOSPOTENCIAS

1-. Realice las operaciones indicadas utilizando los teoremas sobre exponentes

enteros positivos:

2-. Calcular el valor numérico de

3-. Simplifique las expresiones siguientes de modo que el resultado no contenga

exponentes negativos ni cero :

( ) ( )

( )( ) ( ) ( )( ) ( )

( )232234

3

422

43

53522

2

334223225

yxyxyx2yx4yx2)f

yx12yx48yx12)c

y7x3x2y7x3x2)ezyx7zx4yx5)b

yx3yx21yx27yx9)dyx21yx4)a

+−

+

−⋅−

−−−⋅⋅

+−−⋅

nmnm)b

babaa2ba)a

33

35

32023

++++ −−

−−

−−

( ) ( )( ) ( )

2b2,0aparaabba

baab

babaA

36

45−==

+⋅

−−

−⋅

−−−

=

Page 50: matematicas inacap

Página 50 de 94

4-. Ejecute las operaciones indicadas y simplifique si es posible:

5-. Expresar en potencia de diez los siguientes números:a) 0,01b) 0,00002 + 0,003 × 0,01 + 0,00007c) 300.000.000.000d) 0,00000000000000000002e) 0,0005 ÷ 0,1 - 0,03 + 5 × 0.003 + 0,0007f) 0,0000000000009 × 0,000000000012 ÷ 0,0000000006 × 0,000000007g) 100.000.000.000 × 500.000.000.000 ÷ 0,000000000000000000000025h) 1 ÷ 0,000000008 + 400.000.0000 - 1 ÷0,00000125

6-. La distancia de la Tierra al planeta Plutón es de 4.58 x 10 9 kilómetros. En abril de

1983, el Pioneer 10 transmitió señales de radio desde Plutón hacia la Tierra a la

velocidad de la luz, 3.00 x 105 kilómetros por segundo. ¿ Cuánto tardarán ( en

segundos) las señales en llegar a la Tierra?

( )( ) ( )

( )

( ) 3

2

1

11

11

22111

3321235

32023

x1x1)h

yxyx)g

yxyx)fyx)e

yy52yy2y3y)dba

baa2ba)c

−−

−−

−−−−−

−−−−−

−−

+

+

+

+

++

⋅+−−⋅+++

( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( )

( )( )( )

nm

n4m

n5n

n2

n3m

3b2b

3b2b

b1b

1b

12231m2m1m2m

12112

2221212

1221

xx

xx)j

8127

39)i

b32b3b2)h81279)g

x3x5x)f32)e

1x1x1x)db3b2)c

x3x2x)bx)a

2

+

+

+

+−

−+

+

−−++−

−−−−−

−−−−−

−−−

÷

÷

=−−−÷⋅

−+−−

−−⋅+⋅−⋅

=−÷−−

Page 51: matematicas inacap

Página 51 de 94

7-. Un año luz es la distancia que la luz recorre en un año. Encuentre el número de

millas en un año luz, si la luz viaja a 1,86 x 10 5 millas por segundo.

8-. Cuando la distancia entre los centros de la Luna y la Tierra es de 4.60 x 108 metros,

un objeto sobre la línea que une los centros de la Luna y de latiera ejerce la misma

fuerza gravitacional sobre cada uno cuando este se encuentra a 4,14 x 108 metros

desde el centro de la Tierra. ¿ Cuál es la distancia del objeto al centro de la Luna en

ese punto?

9-. La distancia al sol es de 93.000.000 millas. Si una nave espacial viaja a una

velocidad de 3100 millas por hora, ¿ cuánto tiempo tardará en llegar al Sol?

10-. El Pioneer 10, una sonda del espacio profundo, se demoró 21 meses para viajar de

Marte a Júpiter. Si la distancia de Marte a Júpiter es de 998 millones de kilómetros,

determine la velocidad promedio del Pioneer 10 en kilómetros por hora (suponga

que hay 30.4 días en un mes)

11-. Los futuros computadores podrían ser fotónicos ( es decir, que operan mediante

señales de luz) más que electrónicos. La velocidad de la luz (3 x 1010 s

cm ) será un

factor limitante para el tamaño y la velocidad de tales computadores. Suponga que

una señal debe ir de un elemento de un computador fotónico a otro en un

nanosegundo, ¿ cuál es la distancia máxima posible entre estos dos computadores.

Dé su respuesta (a) en centímetros y (b) en pulgadas.

(Información relacionada con el tema en la revista IEEE SPECTRUM august 2002

o www.ieee.org)

12-. La capacidad de almacenamiento de un computador se describe en kilobytes, donde

1k representa un kilobyte ( o aproximadamente 1000 bytes) de memoria. Si se

quiere un byte para representar un solo símbolo como una letra, un número, un

signo de puntuación, ¿ aproximadamente cuántos símbolos es capaz de almacenar

un computador de 512k? Dé la respuesta(a) en forma decimal (b) en notación

científica.

Page 52: matematicas inacap

Página 52 de 94

1.4.6 Las Raíces en Reales

Definición 1: r, a ∈ R; n∈ N *:

1) r es una raíz de orden n ( o es una Raíz Enésima) del número a, si

sólo si:

ar n =

2) ar/RrR nna =∈= Conjunto de las Raíces Enésimas de a

Si n = 2 : Raíces Cuadradas.

n = 3 : Raíces Cúbicas.

n = 4 : Raíces Cuartas.

....................................

Teorema 1:Todo número real positivo tiene siempre una y una raíz enésima positiva

(de orden n)

Definición 2: 1) La única raíz positiva de orden n del número positivo a se denomina

La Raíz Aritmética de Orden n de a.

Se denota:

n a donde n : índice de la raíz

: radicala : número subrradical

2) 00n =

Page 53: matematicas inacap

Página 53 de 94

Teorema 2: En Reales

1.

−=⇒

+∈ nnn

a a,aRpar:n,a R

2.

=⇒

+∈ nn

a aRimpar:n,a R

3. [ ]φ==⇒

∈ n

aRpar:n,a -R

4.

−−=⇒

−∈ nn

a aRimpar:n,a R

5. 0Rn0 =

Propiedades de las raíces aritméticas:

Teoremas 3 : Con las restricciones adecuadas.

1. ( ) ( )nn baba =⇒= 2. nnn baba ⋅=⋅

3. nn

n

ba

ba=

4.

( ) n mmn aa =

5. aan n =

6. n nn baba ⋅=⋅

7. n qpn pq aa =⋅ ⋅

8. mnm n aa ⋅=

Page 54: matematicas inacap

Página 54 de 94

Potencias de base real positiva y exponente racional

Definición 3: :entonces,n,m;a +∈∈+∈ ZZR

n mnm

aa =

Teoremas 4 : QR ∈+∈ q,p;b,a . Con las restricciones adecuadas:

1. qpqp aaa +=⋅ 2. qpq

pa

aa −=

3. ( ) qpqp aa ⋅= 4. ( ) ppp baba ⋅=⋅

5. p

pp

ba

ba

=

Racionalización de algunos tipos de expresiones:

1. b

babb

ba

ba

=⋅=

2. bba

b

b

b

a

b

a n mn

n mn

n mn

n mn m

=⋅=

3. ( )

cbcba

cbcb

cba

cba

−−⋅

=−

−⋅

+=

+

4. ( )( )

( )[ ]( ) c2cb

ccbaccbccb

dcba

dcba

−+

−+⋅=

−+

−+⋅

++=

++

Page 55: matematicas inacap

Página 55 de 94

GUÍA DE EJERCICIOSRAICES

1-. a) ¿ Cuántas raíces cuadradas debe tener todo número real positivo? Indíquelos.

b) Determine todas las raíces cuadradas del número 36.

c) Cuando nos referimos a “ la raíz cuadrada”, ¿ a cuál raíz nos estamos

refiriendo?

d) Determine la raíz cuadrada de 36.

2-. Explique por qué 49− no es un número real.

3-. ¿Una expresión radical con un índice par y un número real como radicando será

siempre un número real? Explique su respuesta.

4-. ¿En qué circunstancias la expresión dada no es un número real?

a) n x b) n mx

5-. La fórmula para el periodo de un péndulo ( el tiempo requerido para que el péndulo

haga una oscilación completa) es gl2T π= donde T es el periodo en segundos, l

es su longitud en pies y g es la aceleración de gravedad. En la tierra la gravedad es

32 2seg

pies .

a) Determine el periodo de un péndulo cuya longitud es de 6 pies.

b) Si se duplica la longitud de un péndulo, ¿ qué efecto tendrá esto sobre el

período? Explique.

c) La gravedad de la Luna es 61 la de la Tierra. Si un péndulo tiene un periodo de 2

segundos en la Tierra, cuál será el periodo del mismo péndulo en la Luna?

Page 56: matematicas inacap

Página 56 de 94

6-. La iluminación I, en candelas-pie, producida por una fuente de luz se relaciona con

la distancia d, en pies, desde la fuente de luz por la ecuación Ikd = , donde k es

una constante. Si k = 640 , ¿ qué tan lejos de la fuente de luz habrá una iluminación

de 2 candelas – pies? Dé el valor exacto, y luego redondee al décimo de pie más

cercano.

7-. Simplifique cada una de las expresiones siguientes ( todas se suponen definidas) :

8-. Realice las operaciones indicadas y exprese el resultado en la forma más simpleposible:

( ) ( )

31933326

)eab

ba2)d

34731628)cba

yy

xbxya)b

1a1aaaaaaa)a

21

21

1

32

234

1

22

231

221

21

21

23

225

327

+

+−−

+⋅

−+−+−+−

3232

3232

)j

432)iy

zx169)h169)g

5412

)f25)e264)d

243yx)c

zyx64)b

yx3)a

4324

26

433

67

2

22

3

+

−+

+

⋅⋅

Page 57: matematicas inacap

Página 57 de 94

9-. Simplifique las expresiones siguientes de modo que el resultado no contengaexponentes negativos o fraccionarios:

( ) ( )

+−−++

−++⋅

−−−⋅

322322

3 222222223

bab2abab2ab21)c

babababab4)b

10-. Factorice y simplifique:

( )2

23331

31

31

31

ba2ba4ba)a

+−

+⋅

+

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

( )1

2

21

21

2

21

2221

23

21

23

22

22

a

aa

a2)f

yxyx2yxyxyxyx)e

0a

1bab2a

1bab2a

1bab2a

1bab2a

)d

−−−

+

+−

+⋅+−+−+−⋅+

>

+−−

++

+−+

++

21

22223

22

22

21

2221

222

2

)ba(a)ba()d

xa)xa()xa(x)c

16x8x)b

726)a

+++

−+−

++

Page 58: matematicas inacap

Página 58 de 94

11-. Simplifique las expresiones siguientes :

12-. Evalué:

13-. Racionalizar:

( )

( )21

21cx

cx121

xcxc

333 233 2

3 23 2

3 23 2

1a1

a1

1a

3

cbaecab

ebacbeae)e

ax:xxa2a

xaxa

xa

xa)d

xx)c

33)b2222)a

2

+

−+

+−

++

+

−−−

+

+

6868

)fcba

1)e

2375

)d53

2)cx

1)b23

)a7 2

+

−+

+

22xsi,x

x41

x421)b

1a,a1ax2si

1xx

1x)a

32222

3

22

4

2

2

=

−−

+

−−

>+=−−

−−

Page 59: matematicas inacap

Página 59 de 94

1.4.7 Logaritmos

Definición 1: .IR,IRn;1b,IRb ∈α∈≠∈ ++ Entonces el número α se llama el

logaritmo de n en base b, si y sólo si:

nlog anota se y,nb b=α=α

Observación 1: i) Los logaritmos son exponentes, y de acuerdo a la definición

( ) ( )nb)nlog(nb nlogb

b =⇔=α⇔=α

ii) Solo los números reales positivos tienen logaritmos.

iii) Cuando la base de un logaritmo es 10, ésta base no se anota.

iv) En nb =α el número n : argumento del logaritmo.

Teoremas-. Con las condiciones requeridas

1) ( ) )qlogplog(qp bb =⇔=

2) 1blogb =

3) IRnnblog nb ∈=

4) 01logb =

5) rlogqlogplog)rqp(log bbbb ++=⋅⋅

6) plogp1log bb −=

7) qlogplogqplog bbb −=

8) IRr,plogrplog br

b ∈=

9) plogn1plog b

nb =

Page 60: matematicas inacap

Página 60 de 94

Sistemas de Logaritmos

Un sistema de logaritmos es el conjunto de los logaritmos de todos los números reales

positivos respecto de una misma base.

Cualquier número real positivo distinto de 1 puede usarse como base de un sistema de

logaritmos. En matemáticas y en las restantes ciencias se usan por lo general dos

números como bases, que dan origen a dos Sistemas de Logaritmos:

1) El sistema de Logaritmos Decimales ( Vulgares o de Briggs ) cuya base es el

número 10 y que se anotan : log n.

2) El sistema de Logaritmos Naturales (Neperianos o de Neper) cuya base es un

número real irracional llamado el Número e, cuyo valor aproximado es 2,718281....

El usar éste número como base de un sistema de logaritmo puede parecer extraño,

pero su uso simplifica notablemente muchas fórmulas, teoremas y muchos aspectos

teóricos de la matemática. Los logaritmos naturales se anotan: ln x, Ln x, L x,.......

Observación 2: El valor del número e se aproxima por medio de la expresión :

n

n11

+ conforme n toma valores cada vez más grandes. Escribimos

cuando 71828182,2en11,n

n≈→

+∞→ . (→ , léase tiende a )

Véase la tabla siguiente:

n Valor aproximado de n

n11

+

1 22 2,255 2,48832

10 2,5937425 2,66584

50 2,69159100 2,70481500 2,71557

1.000 2,71692 10.000 2,71815

1.000.000 2,71828

Page 61: matematicas inacap

Página 61 de 94

Cambio de Base

Conocidos los logaritmos de los números respecto de una base, se pueden obtener los

logaritmos respecto de otra base multiplicando los logaritmos del primer sistema por una

constante de proporcionalidad que se calcula de antemano: Cambiar de Base. De este

modo se tiene que :

Conocidos los logaritmos de los números n respecto de la base b se pueden obtener los

logaritmos de esos mismos números respecto de una base a de acuerdo a:

nlogalog

1nlog bb

a ⋅=

Page 62: matematicas inacap

Página 62 de 94

GUÍA DE EJERCICIOSLOGARITMOS

1-. Cambiar las expresiones dadas, a la forma logarítmica.

a) 43 = 64 b) 27 = 128

c) 10-3= 0,001 d) t r = s

2-. Cambiar las expresiones dadas, a la forma exponencial.a) 31000log10 = b) 201,0log −=

c) 01log7 = d) 5243

1log3 −=

e) prlogt = f) 481log3 =

3-. Calcular las expresiones dadas.

a) 128log641log

161log 222 +− b) 100log001,0log

41log2 −+

c) 000.000.10log000.10log000,0log 1,0 −+ d) 243

1log243log313 −

e) 64log729log729log41

313 −+ f) 3

31

21 729log225,0log5 −−

4-. Escriba la expresión dada como un solo logaritmo

a) )3x2(log5)2x(log31xlog2 aaa +−−+

b)

+−

yxlog3yxlog2xylog a

3a

32a

5-. Desarrollar usando los teoremas sobre logaritmos.

a) 35

2

azy

xlog b) 3a zyxlog c)

3 2

6

az

yxlog

6-. Demostrar

a) )223(log223223log

21

aa +=−+

b) =++

xbxb

log22

a -x

bxblog

22

a−+

Page 63: matematicas inacap

Página 63 de 94

1.5 ECUACIONES EN IR

1.5.1 Introducción

Las ecuaciones en IR son igualdades entre números reales que contienen una o más

incógnitas o variables. Resolver una ecuación es encontrar los números reales que

sustituidos por las incógnitas transforman la ecuación en una igualdad verificable. El o los

números reales encontrados constituyen una solución de la ecuación.

En Matemáticas, cuando hablamos de aplicaciones hablamos de resolver problemas. Las

ecuaciones permiten plantear y resolver algunos tipos de problemas. Este aspecto del

entrenamiento matemático es de tal importancia, que el National Council of Teachers ofMathematics de Estados Unidos recomendó que, durante la presente década, todo el

proceso de enseñanza – aprendizaje en Matemática se centrara en la resolución de

problemas. La resolución de problemas comprende la aplicación de la Matemática al

mundo físico, servir a la teoría y práctica de otras asignaturas o ciencias y plantear y

resolver problemas que extiendan las fronteras de las Matemática misma. Los estudiantes

deben aprender a:

- formular preguntas claves;

- analizar y conceptuar problemas;

- definir el problema y sus metas;

- descubrir patrones y similitudes en los problemas;

- buscar información apropiada;

- experimentar ( en Matemática );

- trasladar destrezas y estrategias a nuevas situaciones;

- escarbar en sus conocimientos para aplicar la Matemática.

El siguiente ejemplo nos parece adecuado:

Alrededor del año 240 A.C. Eratóstenes, estando a cargo de la biblioteca de Alejandría,

supo que en Syena, al mediodía, los rayos del sol se reflejaban en el agua de un pozo

profundo. Este hecho mostraba que el sol estaba directamente sobre ese punto de la

tierra y, en consecuencia, sus rayos apuntaban en línea recta al centro de la tierra. En el

mismo día y hora, la medición de la sombra proyectada por un pilar en Alejandría,

Page 64: matematicas inacap

Página 64 de 94

A

s

C

mostraba que los rayos del sol incidían en ese punto de la tierra formando un ángulo de

o

5

17 con la vertical, como muestran las figuras 1, 2, 3.

Como los ángulos correspondientes entre paralelas son congruentes, entonces

o

5

17OBCAOB =∠=∠ dado que o

5

17 es 501 de los o360 que comprende el circulo y el

arco s (distancia desde Syena a Alejandría es casi exactamente 480 millas, Eratóstenes

concluyo que la circunferencia completa (longitud de un meridiano) es de: (50) (480

millas) = 24000 millas. (240 años A.C.)

B

Figura 1 Figura 2

Figura 3

Page 65: matematicas inacap

Página 65 de 94

Obsérvese que este ejemplo reúne casi todos los objetivos de aprendizaje que hemos

propuesto, además de ser una excelente muestra de la verdadera importancia de la

Matemática en ingeniería: proporcionar comprensión.

Otra razón por la cual hemos incluido este ejemplo es para contrastarlo con el típico

problema que enfrenta el estudiante y cuyo enunciado sería más o menos como sigue: En

la figura 3, OA es paralela con BC y ∠ OBC = o

5

17 . Si s = 480 millas, calcule el

perímetro de la circunferencia.

Meditemos , entonces acerca de cuánto pierde aquel estudiante que piensa que su único

objetivo ante este problema consiste en obtener un resultado como sea . Las

recomendaciones que se dan a continuación un primer paso en la enseñanza –

aprendizaje.

Resolución de problemas:

A continuación se describe brevemente que se entiende por un problema en matemática y

como se debe proceder para resolverlo:

Problema es toda situación en que se trata de determinar ciertos elementos llamados

incógnitas a partir de otros llamados datos.

El enunciado es la proposición en la que se definen los datos, las incógnitas y las

relaciones que verifican los datos e incógnitas.

La resolución es el procedimiento mediante el cual se determinan los valores de las

incógnitas (raíces o soluciones del problema). Esta puede esquematizarse en los

siguientes pasos:

i) la elección de la (s) incógnita (s)

ii) el planteo de la (s) ecuación (es) correspondiente (s) al enunciado

iii) la solución de la (s) ecuación (es)

iv) la verificación y discusión de la (s) solución (es)

Page 66: matematicas inacap

Página 66 de 94

Es decir , resolver un problema supone que usted debe:

1. Leer cuidadosamente el enunciado.

2. Reconocer los datos y despreciar la información superflua.

3. Identificar la o las incógnitas.

4. Introducir una o más variables.

5. Establecer las ecuaciones que relacionan los datos y lo que se quiere

averiguar, según las normas dictadas por el enunciado.

6. Resolver las ecuaciones, y

7. Comprobar y discutir las raíces o soluciones.

Page 67: matematicas inacap

Página 67 de 94

1.5.2 La Ecuación de Primer Grado con una variable en reales.

Una ecuación de primer grado con una variable en reales es toda ecuación de la forma:

a x + b = 0, con a ∈ IR* b , x ∈ IR.

x : la variable o incógnita de la ecuación.

a,b : números reales dados de antemano.

Teorema 1:La ecuación a x + b = 0 , con a ∈ IR* b , x ∈ IR tiene siempre una y sólo una

solución en IR:

abx −=

Ecuaciones de Primer Grado con más de una variable en reales.

Son ecuaciones de la forma: ax + by + c = 0

o ax + by + cz + d = 0

donde: x, y, z............. son las variables; a, b, c, números reales dados de antemano.

Estas ecuaciones tienen infinitas soluciones, que se obtienen despejando una de las

variables y dándole valores arbitrarios a las otras. Cada solución es un par, un trío, un

cuarteto......ordenado. Estos resultados pueden darse tabulados donde los elementos de

cada línea de la tabla es una solución de la ecuación.

Page 68: matematicas inacap

Página 68 de 94

Sistemas de ecuaciones lineales:

a) sistemas de ecuaciones lineales con dos variables.

Son de la forma:

=+=+

222

111

cybxacybxa

.......forma normal

b) sistemas de tres ecuaciones lineales con tres variables.

Son de la forma:

=++=++

=++

3333

2222

1111

dzcybxadzcybxadzcybxa

..... forma normal

Para resolver estos sistemas se elimina una de las incógnitas o variables combinando las

ecuaciones, se continúa de éste modo hasta obtener una única ecuación con una única

variable.

Para eliminar incógnitas se usan por lo general dos procedimientos:

a) Por sustitución : que consiste en despejar una variable en una de las ecuaciones

y sustituirla en las restantes.

b) Por reducción o igualación de los coeficientes de la variable que se desea eliminar.

En general es largo el procedimiento para resolver sistemas y su estudio condujo al

descubrimiento de los determinantes que simplifican bastante éstos problemas.

Determinantes de 2 x 2 y de 3 x 3 en reales

1) Determinantes de 2 x 2:

Están formados por cuatro números reales ordenados, formando un cuadrado de

dos filas y de dos columnas. Representan a un número real.

Page 69: matematicas inacap

Página 69 de 94

a2b1 a1 b2

= (a1 b2) – (a2 b2)

AB

22

11

ba

ba

El número real que representa se calcula:

22

11

baba

2) Determinantes de 3 x 3

Están formados por nueve números reales ordenados formando un cuadrado de

tres filas y de tres columnas. Representa a un número real, que se calcula:

222

111

333

222

111

c b a c b a

)B(A c b a

c b a c b a

−=

Determinantes y sistemas de ecuaciones lineales.

Los sistemas de n ecuaciones lineales con n variables se resuelven con determinantes

según la regla de Cramer. Cada variable es igual al cuociente del determinante

correspondiente a la variable dividido por el determinante principal ∆ del sistema.

Primera fila

Segunda fila

Segunda columna

Primera columna

213

132

321

cbacbacba

+

+

312

231

123

c b ac b ac b a

Page 70: matematicas inacap

Página 70 de 94

1) En:

=+=+

222

111

cybxacybxa

el determinante principal del sistema es 22

11

baba

=∆

22

11X bc

bc=∆ ,

22

11y ca

ca=∆ Determinantes correspondientes a las variables.

La solución del sistema es :

∆=

∆∆

=

y

x

y

x o

∆∆ yx ,

2) En:

=++=++

=++

3333

2222

1111

dzcybxadzcybxadzcybxa

c b a

c b a c b a

333

222

111

=∆

c b d

c b d c b d

333

222

111

X =∆ c d a

c d a c d a

333

222

111

y =∆ d b a

d b a d b a

333

222

111

z =∆

La solución del sistema es:

∆∆

∆∆ zyx ,,

Page 71: matematicas inacap

Página 71 de 94

1.5.3 Ecuación de Segundo grado con una variable en reales

Definición 1: Se llama Ecuación de Segundo Grado con una Variable, a todaecuación que puede ser anotada de la forma de la forma:

IRx,c,b;IR a con,0cxbxa *2 ∈∈=++

Para obtener las raíces o soluciones de la ecuación 0cxbxa 2 =++ realizaremos elsiguiente procedimiento:

a2ac4bb

xa2

ac4bbx

:ecuaciónladesolucioneslasobtenemosrealesenvisto16teorema

elaplicando0a2

ac4ba2

bxa2

ac4ba2

bx

dofactorizan0a2

ac4ba2

bx

cuadradosde

diferenciacomoresandoexpy0aigualandoa4

ac4ba2

bx

fraccioneslassumandoydofactorizanac

a2b

a2bx

abx

a2b/

acx

abx

a1/cxbxa

)c(/0cxbxa

22

22

222

2

22

222

22

2

2

−+−=∨

−−−=

=

−−+⋅

−++

=

−−

+

−=

+

=

++

+−=+

⋅−=+

−+=++

2: Se llama Discriminante de la ecuación 0cxbxa 2 =++ al número

real ca4b2 −=∆

Page 72: matematicas inacap

Página 72 de 94

Teorema 1: La ecuación 0cxbxa 2 =++ :

1) Si 0>∆ : tiene dos y sólo dos raíces: a2

b,a2

b ∆−−∆+−

2) Si 0=∆ : tiene una y sólo una raíz : a2b−

3) Si 0<∆ : no tiene raíces (en IR )

En el teorema siguiente, cuando 0=∆ , se considera dos veces la única raíz paraaplicarlo.

Teorema 2: En 0cxbxa 2 =++ , si 0≥∆ y las raíces son βα y :

1) ab

−=β+α

2) ac

=β⋅α

3) ( ) ( )β−α−=++ xxacxbxa 2

Ecuaciones reducibles a ecuaciones de segundo grado

Hay ecuaciones que aparentemente no corresponden a ecuaciones de segundo grado,

pero que mediante transformaciones pueden ser resueltas con el teorema 1.

Hay que tener en cuenta:

1) Si para resolver una ecuación esta debe elevarse al cuadrado, es

obligatorio verificar las raíces encontradas en la ecuación

propuesta. Se descartan las que no sirven.

2) Para eliminar los denominadores de una ecuación, se multiplica por

el producto de los denominadores.

Page 73: matematicas inacap

Página 73 de 94

Sistemas de ecuaciones de segundo grado:

Sólo consideraremos sistemas de ecuaciones con dos variables. Por lo menos en una de

las ecuaciones deben aparecer una o las dos variables con exponente 2, o como

números subrradicales, o aparecer el producto de ellas: x y

Por lo general se utiliza el método de sustitución para resolverlas. No olvidemos, que si

elevamos al cuadrado una o las dos ecuaciones debemos verificar las soluciones en el

sistema propuesto.

1.5.4 Ecuaciones Exponenciales

Son ecuaciones donde la o las variables aparecen en el exponente.

Se resuelven:

a) Usando la propiedad “Si dos potencias de igual base son iguales,

sus exponentes, tienen que ser iguales:

)nm()aa( nm =⇒= ”

b) Efectuando transformaciones o sustituciones.

c) Usando logaritmos.

1.5.5 Ecuaciones con Logaritmos

En estas ecuaciones, la variable aparece en el argumento del logaritmo. Se resuelven

aplicando la definición de logaritmo y sus propiedades (vistas en el punto 1.4.7).

Recordemos que el argumento tiene que ser un número real positivo, por lo que en

algunos casos tendremos que verificar el número correspondiente a la variable en la

ecuación propuesta.

Page 74: matematicas inacap

Página 74 de 94

1.6 LOS AXIOMAS DE ORDEN

1.6.1 El orden en los reales.

En IR hay definida una relación binaria a < b, que se lee” (el número real) a es menor que

(el número real) b”

Esta relación cumple los siguientes cuatro axiomas:

Axiomas

1) De Tricotomía:

IRb,a ∈∀ , una y sólo una de las tres proposiciones siguientes es verdadera:a < b, b < a, a = b.

2) De Adición :

( ) ( )cbcaba +<+⇒<

3) De Multiplicación:

( ) ( )cbcac0,ba ⋅<⋅⇒<<

4) De Transitividad:

[ ] [ ]( ) ( )cacbba <⇒<∧<

Algunas propiedades básicas relativas al orden en IR.

Definición 1: ( ) ( )abba <⇔>a > b se lee: a es mayor que b.

2: ( ) [ ] [ ]( )bababa =∨<⇔≤a ≤ b se lee: a es menor o igual que b.

3: ( ) ( )abba ≤⇔≥a ≥ b se lee: a es mayor o igual que b.

4: 0a/IRaIR >∈=+

Conjunto de los Números Reales Positivos. 0a/IRaIR <∈=−

Conjunto de los Números Reales Negativos.

Page 75: matematicas inacap

Página 75 de 94

Observación 1: Toda proposición matemática que contenga a alguna de los símbolos:

<, >, ≥≤ , , se llama una desigualdad.

2: Se llaman Números pares ( o Múltiplos de 2 ) a los números naturales

que se obtienen al multiplicar los números naturales por 2: 0,2,4,6......

Se llaman Números Impares a los números que no son pares: 1,3,5,7....

Teorema 1 : En IR

1: Tricotomía para a < b, b < a, a = b.

2: ( ) ( )baba −>−⇔<

3: ( ) ( )0a0a <−⇔> , ( ) ( )0a0a >−⇔<

4: ( ) ( ) ( )0ba0ab0a <−⇔>−⇔<

5: ( ) ( )bacbca <⇒+<+

6: ( ) ( )0a0a 2 >⇒≠

7: 0a:IRa 2 ≥∈∀

8: ( ) ( )0a0a2 ≠⇒>

9: 1 > 0

10: ( ) ( )cbca0c,ba ⋅>⋅⇒<<

11: ( ) ( )cba:0c!ba +=>∃⇔>

12: LLLL 3210123 <<<<−<−<−

13: ( ) ( )0ba,0ba0b,0a >⋅>+⇒>>

14: ( ) ( )dbcadc,ba +<+⇒<<

15: ( ) ( )cbcadc0,ba0 ⋅<⋅⇒<<<<

16: ( ) ( )0ba0b,ba <⋅⇔<>

Page 76: matematicas inacap

Página 76 de 94

17: [ ] [ ]( ) ( )0ba0b,0a0b,0a >⇔<<∨>>

18: ( )

>⇔> 0

a10a , ( )

<⇔< 0

a10a

19: ( )

<⇒><

cb

ca0c,ba

( )

>⇒<<

cb

ca0c,ba

20: ( )

<⇒<<a1

b1ba0

21: ( ) ( )bca:IRcba <<∈∃⇒<“ IR es denso con la relación < ”

22: 0a/a >∈=+ ZZ , 0a/a <∈=− ZZ

23: ( ) ( )0apar:n,0a n >⇒≠

( ) ( )0aimpar:n,0a n >⇒>

( ) ( )0aparim:n,0a n <⇒<

24: Desigualdad de Bernoulli: k∈ IR , k > -1, entonces INn ∈∀ :

( ) nk1k1 n +≥+ .

Observación 1: Si en los teoremas anteriores se cambia (< ) por (≤ ), los teoremas

conservan su validez.

Page 77: matematicas inacap

Página 77 de 94

1.6.2 Intervalos en reales.

EL Eje de los Números reales o la recta numérica.

IRP1012 → −−

“A cada punto del eje real le corresponde un único número real, y a cada número real le

corresponde un único punto del eje real (correspondencia biyectiva o biunívoca)”

Intervalos en reales

Definición 1: Intervalos Finitos en IR; de extremo inicial a y extremo final b.Si a< b :

1) [ ] bxa/IRxb,a ≤≤∈= : Intervalo cerrado en IR2) ( ) bxa/IRxb,a <<∈= : Intervalo abierto en IR3) [ ) bxa/IRxb,a <≤∈= : Intervalos semi abiertos o ( ] bxa/IRxb,a ≤<∈= semi cerrados en IR.

Definición 2: Intervalos infinitos en IR1) [ ) xa/IRx,a ≤∈=∞+2) ( ) xa/IRx,a <∈=∞+3) ( ] ax/IRxa, ≤∈=∞−4) ( ) ax/IRxa, <∈=∞−

Gráficamente:

Definición 1: Definición 2:

[ ] x [ x a b a + ∞

( ) x ( x a b a + ∞

[ ) x ] x a b -∞ a

( ] x ) x a b -∞ a

Abscisa de P

Page 78: matematicas inacap

Página 78 de 94

1.6.3 Inecuaciones Lineales

Una inecuación en IR es una desigualdad que contiene una o más variables. Resolverla

es encontrar los valores de las variables que la satisfacen.

Para resolverlas se van aplicando los teoremas 1 al 24. La solución se expresa por lo

general usando intervalos en IR.

En los sistemas, se resuelve cada inecuación independientemente y se compatibilizan las

soluciones parciales.

1.6.4 Inecuaciones Cuadráticas

Una inecuación cuadrática o inecuación de segundo grado es cualquier función

proposicional que pueda escribirse como una desigualdad de la forma:

0cxbxa 2 <++ 0cxbxa 2 ≤++

0cxbxa 2 >++ 0cxbxa 2 ≥++

La resolución de una inecuación de segundo grado es algo más compleja que la de primer

grado. Primeramente, a cada una de las inecuaciones anteriores se le asocia la ecuación:

0cxbxa 2 =++ . Sea ac4b2 −=∆ ( discriminante de la ecuación ). Sabemos que

según sea 0>∆ , 0=∆ , 0<∆ , la ecuación tendrá dos raíces reales distintas, dos raíces

reales e iguales o dos raíces complejas, respectivamente. Denotando por βα, las raíces

de 0cxbxa 2 =++ el análisis de las inecuaciones se reduce a seis casos. Las

soluciones en cada uno de ellos se obtiene fácilmente si consideramos la gráfica de

cxbxay 2 ++= .

Page 79: matematicas inacap

Página 79 de 94

Si a > 0

Si a < 0

Ejemplo 1: Resolver 2 x2 + x –15 > 0

R) Se tiene a = 2, b = 1, c = -15 , ∆ = (1)2 – 4 (2) (-15) = 121

Las raíces del trinomio son : α = - 3, β = 25

Estamos en el caso: a > 0 (parábola abierta hacia arriba)

∆ > 0 (parábola corta a OX en –3 y 25 )

Page 80: matematicas inacap

Página 80 de 94

por lo tanto 2x2 + x –15 > 0 si x ∈ ( - ∞, -3 ) ∪

∞+,

2

5

lo que expresado en un cuadro:

- ∞ + ∞

x : -3 2

5

2x2 + x –15 + 0 - 0 +

Cuadro que da las variaciones de signo de 2x2 + x –15 cuando x recorre IR

Observación 1: A veces es necesario estudiar las variaciones de signo de expresiones

más complicadas. Cuando se trate de productos o de cuocientes se

construyen cuadros como los señalados en los ejemplos anteriores en

base a los valores que anulan las expresiones que intervienen : Valores

Críticos ( V.C)

Ejemplo 2: Resolver 01x8x16

15xx22

2≥

−+−

−+

R) - ∞ + ∞

Para 2x2 + x –15 x : -3 2

5

2x2 + x –15 + 0 - 0 +

- ∞ + ∞

Para -16x2 + 8x –1 x : 4

1

-16x2 + 8x –1 - 0 -

Page 81: matematicas inacap

Página 81 de 94

Los valores críticos ( V C ) son : - 3, 2

5 , 4

1 combinando ambos cuadros:

- ∞ + ∞

x - 3 4

1 2

5

2x2 + x –15 + 0 - - - 0 +

-16x2 + 8x –1 - - - 0 - - -

1x82x16

15x2x2

−+−

−+ - 0 + ∃/ + 0 -

01x8x16

15xx22

2≥

−+−

−+ si x ∈

41,3 ∪

25,

41

Page 82: matematicas inacap

Página 82 de 94

1.6.5 Módulos o valores absolutos en IR

Definición 1: Si IRa ∈ , el valor absoluto de a, denotado por a , es:

<−>=

=0asia0asia0asi0

a

a : módulo de a , o valor absoluto de a.

La más importante aplicación del valor absoluto se encuentra en la definición de límite,

pilar sobre el que se asienta el Calculo Diferencial.

Teoremas : En IR

1: IRa0a ∈∀≥

2: IRa ∈∀

aa2 =

3: ( ) ( )baba =⇒=

4: ( ) ( )0a0a =⇒=

5: aa −=

cbacba +−−=−+

6: aaa ≤≤−

7: :0b ≥

( ) ( )ba,baba −==⇔=

Page 83: matematicas inacap

Página 83 de 94

8: :0b >

( ) ( )babba <<−⇔<

( ) ( )babba ≤≤−⇔≤

9: :0b ≥

( ) ( )ba,baba −<>⇔>

( ) ( )ba,baba −≤≥⇔≥

10: baba +≤+ : Desigualdad triangular

cbacba −++≤−+

11: baba ⋅=⋅

cbacba ⋅⋅=⋅⋅

12: ba

ba

=

a1

a1

=

13: Z∈nnn aa =

1.6.6 Conjuntos acotados en IR

Definición 1: IR,;A,IRA ∈βαφ≠⊆1) ( A está Acotado Superiormente en IR porα ) )Aaa( ∈∀α≤⇔

:α una cota superior de A

2) ( A está Acotado Inferiormente en IR porβ ) )Aaa( ∈∀β≥⇔:β una cota inferior de A

3) ( A está Acotado en IR ) ⇔ ( A está Acotado superiormente e inferiormente en IR)

Page 84: matematicas inacap

Página 84 de 94

Observación 1: ( A está acotado en IR ) ( )Aaka:IRk ∈∀≤∈∃⇔ +

Definición 2: IRi,s;A,IRA ∈φ≠⊆

1) (s es El Supremo o la cota superior estricta de A ) ⇔ ( s es una

cota superior de A, y si ,

s es otra cota superior de A, debe

cumplirse: s ≤,

s )

2) (i es El Ínfimo o la cota inferior estricta de A ) ⇔ ( i es una cota

inferior de A, y si ,

i es otra cota inferior de A, debe cumplirse: i ≤,

i )

Observación 2: El supremo de A es la menor de las cotas superiores de A.

El ínfimo de A es la mayor de las cotas inferiores de A.

Teorema 1:1) Si A tiene supremo, tiene uno y sólo un supremo.

2) Si A tiene ínfimo, tiene uno y sólo un ínfimo.

El axioma de completitud o del supremo en IR

“ Todo subconjunto no vació de números reales que este acotado superiormente en IR,

tiene supremo en IR”

Teorema 2:Todo subconjunto no vacío de números reales que este acotado inferiormente en

IR, tiene ínfimo en IR.

Observación 1: En matemáticas existe solamente Un Cuerpo Ordenado Completo:El conjunto IR de los números reales.

Page 85: matematicas inacap

Página 85 de 94

GUÍA DE EJERCICIOSECUACIONES E INECUACIONES

Resolver las siguientes ecuaciones :

( )

( )( ) ( )( )

( ) ( )

( ) ( )

( )

discutir,95y

2y5

2y4

4y7)10

discutir,3x1x

31x

6)9

mnxx1

mn1

xm

n1)8

ba6x

xa4

2b

xa)7

baxbxabax)6

45,0x86,2x24,685,3

x27,018,1)5

27,0xx24,316,121,4x64,024,3)4

32x4x1x33x)3

27x04x3x2x1x)2

34x3x21x)1

2

2

22

323

=−

=+

−−

=+

=−

=−=−

==+

−=−=+

=+−=−⋅

=+−⋅−=−⋅

−=+=−−+

−==−+−++

−=+=+−

21x

3x21x2

1x21x2)12

discutir1x3

321x3

x9)11

−=++

=−+

−+=

Page 86: matematicas inacap

Página 86 de 94

Despejar la variable que se indica , en términos de las variables restantes.

( )

( ) dparad1naS)20rpararllraS)19

vparatvtg21x)18hparahr3h

31V)17

RparaR1

R1

R1

R1)16rpara

r1aS)15

qpararqqKF)14gpara

g2mvK)13

0022

2321

1221

2

−+=−−

=

+=−π=

++=−

=

==

21) ¿Cuál debe ser el valor de c para que una solución de la ecuación

3x + 1 - 5c = 2c + x - 10 sea -3 ? R= 75

22) Encuentre valores para a y b tales que 5/3 es una solución de la

ecuación ax + b = 0 .¿Son éstos los únicos valores posibles de

a y b ? Explique.

23) a) Encuentre una ecuación en la siguiente lista , que no es

equivalente a la ecuación que la precede.

( )( ) ( )( )

212x1x

2x2x2x1x4x2xx 22

=+=+

−+=−+−=−−

b) Encuentre la solución de la primera ecuación .

Page 87: matematicas inacap

Página 87 de 94

Resolver los siguientes sistemas lineales :

( )

−−−

=++

=−+

=++

−=++=−−

=−+

−−

=−

=−

=+−=−

31,

21,1)1,1,2(

4z1

y1

x1

1z1

y3

x2

4z2

y1

x4

)27y55xz8

11z29y13z51z5y2x3

)26

1,165,

23

3t5

r2

3t4

r1

)2511x4y61y3x

)24

Resolver las siguientes ecuaciones de segundo grado:

( )( )

( )

01xx)23

a2;a8a16ax6x)31

12;17)2x(x3199x111x)30

1;3242x1x3)29

332;

33201x12x9)28

12

22

222

2

=−+

−=−

−−−=++−

−=−+

−+

=+−

−−

Page 88: matematicas inacap

Página 88 de 94

Resolver los siguientes sistemas de ecuaciones segundo grado :

( ) ( )

( )

( ) ( )

−−−

=−−

=−

−−

=+

=−

−−

=−

=+

=+

=+

334,3

37,2

34,2

37,1,4,1,4

0y28xy9x4

28xyx2)42

1,21,1,

21,

32,2,

32,2

10y9x4

2xy3x2)41

37,

32,1,6

7xyy

4y2x)40

3,4,4,325yx

7yx)39

22

2

22

2

2

22

( ) ( ) ( )

47x24x21x2)38

979,746x3x4)37

4x712x7x534)36

31;

2184x3x1x2x)35

1;012x4x

1x1x)34

0x9x81)33

2

33

5 356

−=−−+

=−−−

=+−+

−−++=−−+

−=−+

−−+

=++

Page 89: matematicas inacap

Página 89 de 94

43) Para que un túnel pueda ser cavado en 24 días, se necesita una cuadrilla de 150

hombres. Al iniciar las labores, se cuenta sólo con 100 trabajadores. Al finalizar el

día 16 se notifica a la empresa constructora que deberá pagar multas por atrasos en

la entrega del trabajo.

¿ Cuántos trabajadores debe contratar la Empresa, para terminar la obra en 24

días?

(120)

44) En cierto instante el reloj marca dos minutos menos de lo debido, aunque adelanta.

Si marcase 3 minutos menos de lo que debe marcar, pero adelantará al día en ½

minuto más de lo que se adelanta, entonces marcaría la hora exacta un día antes

que en la situación actual.

¿ En cuántos minutos al día se adelanta el reloj?

45) Un fabricante decide vender 6 artículos cuando el saldo de su cuenta bancaria es de

U$1500. Invierte los 3/4 de su nuevo capital en pagar los impuestos y otras deudas.

¿ A cómo vendió cada articulo, si su cuenta bancaria es de U$ 1880 después de

vender 4 artículos más? (U$273,64)

46) Un estanque queda lleno de agua por un grifo abierto durante 3 horas ; otro grifo lo

llenará en 2 horas y un tubo de desagüe lo vaciará en 1 hora y 12 minutos.

Suponiendo que el estanque esté vacío y abiertos , a la vez , los dos grifos y el tubo

de desagüe , ¿Cuánto tiempo tardará en llenarse el estanque?

47) Hallar tres números enteros consecutivos, sabiendo que el cuociente de su producto

por el cuadrado de su semi suma es igual a 130/21

(13,14 y15)

48) ¿Cuál es el número que es igual a la suma de su cuadrado más la fracción n/25,

siendo n un número entero positivo ? .¿ Para qué valores de n admite soluciones

este problema ?. ¿ Para que valores de n dichas soluciones son números

fraccionarios ? (3/5, 2/5, 4/5 ,1/5)

Page 90: matematicas inacap

Página 90 de 94

49) Dos recipientes iguales de 30 litros de capacidad cada uno, contienen en total 30

litros de alcohol. El primer recipiente se llena hasta los bordes con agua y con la

mezcla obtenida se rellena adicionalmente el segundo recipiente. Luego, del

segundo recipiente se echan al primero 12 litros de la nueva mezcla. ¿ Cuánto

alcohol había al principio en cada recipiente, si al final en el segundo hay 2 litros de

alcohol menos que en el primero? 10[ l ] y 20 [ l ]

50) Un avión vuela de A a B en línea recta. Al cabo de cierto tiempo y a causa del

viento contrario, el avión disminuye su velocidad hasta v[ km/h], como resultado de

lo cual tarda t1 minutos. Durante su segundo vuelo, el avión, por la misma causa,

disminuye su velocidad hasta la misma magnitud, pero a d [km] más lejos de A que

el primer vuelo y tarda t2 minutos. Hallar la velocidad inicial del avión.

51) Un ángulo de un triángulo es 1/5 de la suma de los otros dos. El ángulo mayor más

10° es igual al doble de la suma de los otros dos. Encontrar los ángulos.

(30°,100/3°, 582/5°)

52) Dos conductos A y B llenan un estanque en 20 horas. Si el conducto B fuera de

desagüe, se tardaría 52 horas en llenar el estanque. ¿ En qué tiempo se llenará el

estanque, estando abierto solamente el conducto A? , ¿ en qué tiempo solamente

con B? (28,9 [h], 65 [h] )

53) Los obreros A y B trabajaron el mismo número de días. Si A hubiese trabajado un

día menos y B siete días menos, entonces A habría ganado $ 7200 y B $ 6480. Si,

al contrario, A hubiese trabajado siete días menos y B un día menos, B habría

ganado $ 3240 más que A. ¿ Cuánto ganó cada uno en realidad?

($7500, $ 9000)

54) Se diseño un envase en forma de paralelepípedo recto para contener una cantidad

dada de producto. Para este diseño el ancho fue 16 [cm] más largo que el fondo y el

largo fue 5 veces el fondo. Fue necesario rediseñar el envase. Se disminuyó el

largo y ancho en 4 [cm] aumentando el fondo en ¼. ¿ Cuáles fueron las dimensiones

finales del envase? ( 23 [cm], 28 [cm], 60 [cm])

Page 91: matematicas inacap

Página 91 de 94

55) Si dos puntos se mueven sobre una circunferencia en sentidos opuestos de modo

que uno de ellos se mueve con rapidez constante v[m/s], el segundo con aceleración

lineal constante a [m/s2] y en el instante inicial ambos se encuentran en el punto A,

entonces el segundo encuentro será, de nuevo, en el punto A. ¿ Cuánto tiempo

transcurre hasta el primer encuentro? ( v/a ( - 1 ) ) [s]

Resolver las siguientes ecuaciones exponenciales y logarítmicas:

( )( )

( ) ( )

12log)3xlog()2x(log)61

35xlog2

7xlog)60

31033)59

3,12574644)58

958,354)57

3,2813)55

x2x2

x1x

2x1x2

2x1x

−=+++

−+=+

⋅=+

−=+

=

−=

+

+−

+−

3,23)x5(log

)x35(log)65

105,4log17x2log5x7log)64

8,5395,853,11xlog1

1xlog5

1)63

2,2113)4x3(log2)9x7(log)62

3

22

=−−

+=+++

=+

+−

−−=−

Page 92: matematicas inacap

Página 92 de 94

66) La corriente I de cierto circuito eléctrico en el tiempo t está dado por:

IER

eRtL

= −

1

en la que E , R y L representa la tensión o voltaje aplicado, la resistencia y la

inductancia, respectivamente. Use logaritmos naturales para evaluar t en términos

de los demás símbolos.

67) Un condensador eléctrico (capacitor) con carga inicial Q se deja descargar.

Después de t segundos, la carga Q es: kt0eQQ =

En la que k es una constante. Use logaritmos naturales para evaluar t e términos de

Q, Q0 y k.

68) La fórmula para el nivel de intensidad del sonido es

decibelesenIIlog100

α

a) Determinar I en función de α y de I0b) Muestre que un incremento de un decibel en el nivel de intensidad alfa

corresponde a un 26% de aumento en la intensidad I.

69) La corriente I (t) en el tiempo t que hay en cierto circuito eléctrico está dada por

I (t) = I0 e –Rt/L, en la que R y L representan la resistencia y la inductancia

respectivamente, e I0 es la corriente en el tiempo t= 0 ¿ En qué momento es la

corriente 0,01 I0?

70) Las estrellas se clasifican en categorías de brillo llamadas magnitudes. A las

estrellas más débiles ( con flujo luminoso L0) se les asigna magnitud 6. A las

estrellas más brillantes se les asigna magnitud conforme a la fórmula:

0LLlog)5,2(6m −=

en la que L es el flujo luminoso de la estrella.

a) Determine m si L = 10 0,4 L0.

m) Resuelva la fórmula para evaluar L en términos de m y de L0.

Page 93: matematicas inacap

Página 93 de 94

71) Resolver las siguientes inecuaciones y dar la respuesta usando intervalos en R.

( )

( ) ( )

( ) ( )

( ] ( ]

( )

( )∞>−

∞∪∞−<

−∪−∞−≤+−

<−

∅<++

∪−−<+−

−+≤−+

∞∪∞−−>−

∞++>++

∞−>−−+

−∞−−≥−

,7:R07x

1)k

,310,:R3

x1)j

3,13,:R01x9x)i

RI:R6x2)h

:R016x8x)g

2,33,2:R012x7x)f

23,4:R4x38x5x5)e

,51,:R5x6x)d

,1:R)3x()7x2()5x()2x(2)c

29,:R2)1x(5)2x(3)b

815,:R4x1119x3)a

2

2

2

24

22

2

Page 94: matematicas inacap

Página 94 de 94

( ) ( )

( ) ( )( ) ( )

( )

( )

( ) ( )

( ) ( )

( )

[ )

∞∪

∞−<

−−

≤+−

∞∪

>

−−

∞∪−∞−<++

−<−

∞∪∞−>+

−<

−<

++

+−

+−

−−≤

+−+−

∪−∞−−

>−

,67

21,:R4

1xx23)u

3,0:R22x3x)t

,77,4

15:R2x71x2)s

,12,:R31x5x)r

4,32:R7x35)q

,26,:R84x2)p

2,2:R2x)o

2,121,1:R0

2x3x2x

2x3xx)n

5,21

34,7:R0

7x5x4x31x2)m

5,35,:R5x

53x

4)l

2

22

72) Una resistencia de 7 ohmios y una resistencia variable se instalan en paralelo. La

resistencia resultante RT esta dada por R7

R7RT += , determine los valores de la

resistencia variable R para los cuales la resistencia resultante RT será mayor de 3

ohmios

73) La intensidad I en lumen de cierta fuente de luz en un punto a r centímetros de la

fuente está dada por 2r625I= ¿ A qué distancia de la fuente de luz la intensidad será

menor de 25 lumens?